V2质子静电加速器的改进与现状

V2质子静电加速器(简称V2)在1958年建成,已运行40年.现在最高运行能量为2.4MeV;质子束流强度为微安量级(0.6—2.5μA).磁分析器磁铁励磁电流电源稳定度为±0.01%,加速器能量分辨率可达1‰.改变了输电带的分压装置,使更换输电带更为方便.添加了三岔管道,增加了外束.从70年代以来,V2主要用于核分析工作.最近开展了用离子感生发光法对外长石中铁的不同化学价态Fe²⁺和Fe³⁺进行了分析,Fe²⁺和Fe³⁺光谱峰分离,清晰可辨.     

质子直线加速器设计研究

当前质子直线加速器发展的两个重要方向是强流质子直线加速器和小型质子直线加速器.前者主要用于核能领域,后者主要用于质子治疗.两类加速器有着共同的特点:1.采用一些新型加速结构,它们是传统结构的组合和发展;2.加速小发射度的质子束;3.加速器应有高度的可靠性.但前者的建造难度远大于后者,它还要求具有很低的束流损失率和尽可能高的能量利用效率.研究了两类加速器设计中的一些重要问题,提出了一些设计方案.     

医学应用中的质子加速器

本文讨论了用于医院癌症辐射治疗的质子同步加速器的理论设计。质子能量能够在脉冲-脉冲基准直到250MeV 间变化,其最大的经加速的束流平均为60nA,重复频率为5Hz。这个环由许多便于组装的小的直磁铁组成,这些小磁铁容易排列成偶极子、四极子和漂移空间。这个环的直径为23ft。同样的磁铁(数目为2倍的)排列在直径为2倍的一个环上。由于这个同步加速器能把He 离子加速到250MeV/u,它适用于辐射治疗的整个范围。在本文中将要描述的这个更大的同步加速器的主要特色在于,它能够把H~-离子加速到250MeV(为避免离子的磁致剥离使用较低的峰磁场)并利用了电荷交换提取。对于满足窄质子束动态光栅扫描的要求来说,已经出现的这后一种技术是最有希望的。     

串列静电加速器的新进展——第六届串列静电加速器会议述评

提高加速器端电压的两种技术路线从事低能加速器研制与使用人员众目睽睽的超大型串列静电加速器其运行效果如何在八三年英国恰斯特会议上又进行了一次检阅,当今已发展起来两种提高串列静电加速器能量的技术路线......     

静电加速器的周期聚焦效应

从理论分析及在电解槽中进行模拟实验测量知道,静电加速器加速管内的电场分布一般不是均匀的,而是有周期性变化的。本文利用微扰法求解了离子束在这种周期场内运动的傍轴轨迹方程,描绘出了离子束在这种场内的轮廓,也求出了表达这个离子光学系统的焦距公式,并讨论了空间电荷效应对离子束的发散作用。     

绝缘微堆质子直线加速器关键技术研究进展

基于绝缘微堆技术的直线加速器由于其能够实现较高的粒子加速梯度,尤其在质子加速及肿瘤治疗领域的优势得到高度关注。目前该种加速器处于研发阶段,有一系列技术和工程问题有待解决。介绍了课题组在过去的两年里围绕建立一台1 MeV质子注入器原型样机在固态脉冲功率系统、绝缘微堆及质子束源等方面取得的研究进展。实现了耐压梯度接近20 MV/m的环形绝缘微堆样品,样品内径30 mm,外径50 mm,厚度15 mm,基本达到设计要求;固态脉冲功率系统实现了光导开关多路稳定工作模式,开关直流偏置耐压达到20 kV,采用激光二极管触发同步系统在15路同步时实现了低于1 ns的抖动,输出300 kV的电压脉冲,输出电压脉冲宽度10 ns;进行了低能质子加速束流动力学的初步分析和模拟工作,模拟结果表明采用微堆结构可以实现质子束的有效加速和传输。     

医用质子直线加速器的设计研究

讨论用于治癌的低束流高能量质子直线加速器的初步物理设计.采用短脉冲和高重复频率的S波段的加速结构,类似于医用电子直线加速器.总长26m,由离子源、RFQ、DTL、SCDTL及SCL组成,能量经70—200MeV有八档可调,平均束流强度10—40nA.     

超导质子直线加速器的分段研究

对超导直线加速器的分段进行了详细的研究.包括超导加速器的分段原则的讨论,对称性分段和非对称性分段的讨论.超导加速腔的加速单元数及设计值β_G的确定,加速器的能量增益的确定.     

绝缘微堆质子直线加速器关键技术研究进展

基于绝缘微堆技术的直线加速器由于其能够实现较高的粒子加速梯度,尤其在质子加速及肿瘤治疗领域的优势得到高度关注。目前该种加速器处于研发阶段,有一系列技术和工程问题有待解决。介绍了课题组在过去的两年里围绕建立一台1 MeV质子注入器原型样机在固态脉冲功率系统、绝缘微堆及质子束源等方面取得的研究进展。实现了耐压梯度接近20 MV/m的环形绝缘微堆样品,样品内径30 mm,外径50mm,厚度15mm,基本达到设计要求;固态脉冲功率系统实现了光导开关多路稳定工作模式,开关直流偏置耐压达到20kV,采用激光二极管触发同步系统在15路同步时实现了低于1ns的抖动,输出300kV的电压脉冲,输出电压脉冲宽度10ns;进行了低能质子加速束流动力学的初步分析和模拟工作,模拟结果表明采用微堆结构可以实现质子束的有效加速和传输。     

THE STUDIES FOR ADJUSTABLE ENERGY OF PROTON BEAMS FROM PROTON LINEAR ACCELERATOR

In this paper, the principle of adjusting the proton energy from the linear accelerator with energy adjusting cavities is proposed. The requirements to energy adjusting cavities for tuning the proton energy efficiently and continually are studied. The energy range adjustable and the energy spread are calculated for 35 MeV proton linac which is in the course of construction at the Institute of High Energy Physics, as an example. The energy spread as a function of electric parameters of energy adjusting cavities are also discussed. A specific and economical method to supply rf power to energy adjusting cavities is presented.     

DESIGN CONSTRUCTION AND BEAM TEST OF THE BEIJING 35MeV PROTON LINGAR ACCELERATOR

The special design and the technique of developing the 10MeV Beijing proton linac to 35MeV are described. The performance level of major components and the beam test results of whole machine are presented.     

A BI-PERIODIC ACCELERATOR STRUCTURE

A bi-periodic accelerator structure with coupling cavity of arrow-shaped cross-section is described in this paper.This structure has the advantages of loose dimen-sional tolerance,simplicity in fabrication,convenience to feed RF power and good heatconductivity.Certain features of this structure are discussed and some useful datapertaining to concrete accelerator design are also included.     

一种新型加速器

提出了一种新型加速器方案，并对此方案进行了理论分析和数值计算．这种方案加速带电粒子的原理是利用强激光产生的自生磁场与强激光场构成的混合场使粒子得到加速．结果表明，粒子在较短的长度范围内可获得较大的能量． 关键词：     

一台小型强流脉冲电子束加速器

本文介绍了一台供研究准分子气体激光器用的强流脉冲电子束加速器,其输出电压为500kV,束流50kA,脉冲宽度60ns,运行稳定,控制可靠,是一台小型可移动的电子加速器。文中还给出了它的结构参数,主要特点和调试结果。     

激光拍频波加速器的参数选择

关键词：     

一台小型强流脉冲离子束加速器

 介绍了一台小型强流脉冲离子束加速器的结构组成,采用箍缩反射型离子二极管,可以稳定工作的峰值电压为200kV,得到了峰值为1.5kA、脉宽约20ns的离子束流,平均离子流密度110A/cm²。     

激光拍频波加速器的参数选择

本文研究了激光拍频波加速器中的三波相互作用过程。结果表明:适当地选择参数σ=ω_p/(ω₁-ω₂)以及β=ω₂/ω₁(ω_p,ω₁,ω₂分别为等离子体频率及两束激光频率),即可用较弱的激光造成很强的拍频等离子体波,并使注入等离子体的电子获得显著的能量增益。 关键词：     

光电反馈式静电悬浮与静电悬浮力测定

本文提出光电反馈式静电悬浮的新方法,简要讨论静电悬浮的原理、装置及其光电反馈控制过程.采用铝片和CD光盘作为悬浮体,测定了不同静电电压和不同悬浮间距时的静电悬浮力,揭示了它们之间的相互关系.结果显示这两种悬浮体均可获得足够的静电悬浮力,证明了静电悬浮的可行性.静电悬浮方法的显着特点是既适用于导电体与非导电体的悬浮,又适用于磁性体与非磁性体的悬浮,克服了传统磁悬浮技术仅适用于磁性体的局限性,可广泛应用于精密元器件的悬浮与非接触无损操作.     

PROTON DECAY RATE AND THE PROTON WAVEFUNCTION

The pionic two body decay process of the proton is discussed in the SU(5) grand unification theory by using the field-current relation of the composite particle and the soft pion approximations. We connect the proton decay process with the J/ψ→pp decay amplitude and determine the wavefunction at the origin from the experimental value of the decay rate J/ψ→pp, hence we can obtain the value of the proton decay lifetime. In order to estimate the uncertainty of the proton decay lifetime due to the proton wavefunction at the origin, the lower bound of it is analysed by using an interesting model. If taking Λ_MS=200 MeV, it will be a serious test for the minimal SU(5) grand unified gauge theory. It should be noted that this method which connect the proton decay process with other relavant processes will be very useful to determine the proton decay lifetime.