北京质子直线加速器(10MeV段)的束流横向运动匹配计算

本文描述北京质子直线加速器(10MeV段)的束流横向运动匹配计算. 在该加速器的运行调试中已直接利用本文计算结果. 当腔内透镜电流运行在计算值或其附过值时, 束流在腔里的传输效率可高达63.6%(只用一个聚束器时), 达到了较高水平. 实验已表明: 本文的计算对于该加速器的调试运行很有用处.     

北京35MeV质子直线加速器的设计、建造和调试

本文叙述了北京质子直线加速器由10MeV扩建成35MeV的设计特点和技巧, 加速器主要设备的性能和整机调试的结果.     

忆35MeV质子直线加速器的工作收获

1997年夏季,我从学校毕业即来到所里质子直线加速器及应用研究室参加工作。自身状态从学生转变为研究所的职工。到室里后,室主任孔登明,书记乔际民及室里同事多方位向我介绍质子直线加速器及应用室与北京35 MeV质子直线加速器（Beijing Proton Linac,BPL）的历史,让我尽快融入工作环境。     

北京质子直线加速器35.5MeV应用束流输运系统的设计和调试

本文阐述了北京质子直线加速器35.5MeV应用束流输运系统的物理设计和调试结果. 该系统于1986年12月建成出束, 经初步调试, 束流传输效率高达88%—93%.     

合肥光源200MeV直线加速器束流位置检测器的计算

 采用Oprea程序对合肥光源200MeV直线加速器束流位置检测器(BPM)的电磁场进行了计算，由2 D的静电场来模拟计算BPM的特性阻抗和耦合系数，采用2 D的静磁场来模拟计算其位置灵敏线性曲线。由此，进行了直线加速器束流位置检测器的优化设计，得到了4个60°电极的位置检测器。它具有非常好的线性，在位置上具有足够大的信号强度，并且较好地满足了直线加速器的几何与机械要求。     

合肥光源200MeV直线加速器束流位置检测器的计算

采用Oprea程序对合肥光源200MeV直线加速器束流位置检测器(BPM)的电磁场进行了计算,由2 D的静电场来模拟计算BPM的特性阻抗和耦合系数,采用2 D的静磁场来模拟计算其位置灵敏线性曲线。由此,进行了直线加速器束流位置检测器的优化设计,得到了4个60°电极的位置检测器。它具有非常好的线性,在位置上具有足够大的信号强度,并且较好地满足了直线加速器的几何与机械要求。     

30MeV电子直线加速器的束流测量装置

介绍了束流变换器的原理及其性能。灵敏度为0.47V/A,频率响应大于100MHz,平顶降落小于0.4%/μs,并给出了30MeV电子直线加速器的束流测量波形。     

30MeV电子直线加速器的束流测量装置

 介绍了束流变换器的原理及其性能。灵敏度为0.47V/A,频率响应大于100MHz,平顶降落小于0.4%/μs,并给出了30MeV电子直线加速器的束流测量波形。     

电子直线加速器束流动力学的三维理论和计算

本文提出了电子直线加速器束流动力学计算的三维理论。将注入的脉冲束流划分为等电荷的环,追踪这些环在三维几何空间的运动,并在六维相空间内讨论束流的性能,给出束流在(r,p_r),(rθ,p_θ),(z,p_Z)三个相平面上的图象以及均方根发射度的数值。本文还介绍了应用三维理论的实例计算结果,并对影响径向发射度的因素作了讨论。     

电子直线加速器变盘模型束流动力学的三维计算

本文采用变半径盘电荷模型作束流动力学的三维计算,给出了粒子在各向的位移及其变化速率,以及束流在各相平面的均方根发射度的大小和束流发射度图象.     

电子直线加速器变盘横型束流动力学的三维计算

本文采用交半径盘电荷模型作束流动力学的三维计算,给出了粒子在各向的位移及其变化速率,以及束流在各相平面的均方根发射度的大小和束流发射度图象.     

100 MeV强流质子回旋加速器束流调试靶系统

中国原子能科学研究院正在建造一台100 MeV,200 A的强流质子回旋加速器,需要使用束流调试靶来调试加速器,为此设计了一套束流功率为20 kW的质子束调试系统。对该系统的束流输运线、靶材料的选取、靶结构、水冷计算、屏蔽结构等作了介绍。给出了整条束流输运线的匹配计算结果;通过对质子打靶后的中子产额、角通量、靶的活化等方面的比较,最终选用铝作为靶材料;根据加速器引出束流能量和功率,设计了分层式靶结构,同时对靶进行了水冷计算;打靶产生的出射粒子平均能量较高,导致产生的辐射剂量很大,考虑到对环境与工作人员的影响及费用,需要对其进行局部屏蔽,给出了屏蔽计算结果及屏蔽结构的设计。     

100 MeV强流质子回旋加速器束流调试靶系统

中国原子能科学研究院正在建造一台100 MeV,200 A的强流质子回旋加速器,需要使用束流调试靶来调试加速器,为此设计了一套束流功率为20 kW的质子束调试系统。对该系统的束流输运线、靶材料的选取、靶结构、水冷计算、屏蔽结构等作了介绍。给出了整条束流输运线的匹配计算结果;通过对质子打靶后的中子产额、角通量、靶的活化等方面的比较,最终选用铝作为靶材料;根据加速器引出束流能量和功率,设计了分层式靶结构,同时对靶进行了水冷计算;打靶产生的出射粒子平均能量较高,导致产生的辐射剂量很大,考虑到对环境与工作人员的影响及费用,需要对其进行局部屏蔽,给出了屏蔽计算结果及屏蔽结构的设计。     

300 MeV质子重离子同步加速器慢引出动力学研究

300 MeV质子重离子同步加速器是SESRI(空间环境模拟研究装置)的重要组成部分,慢引出系统动力学研究是该同步环设计的关键。引出系统采用三阶共振慢引出与RF-Knockout(RF-KO)方案为终端提供2～8 s准连续束,在引出静电偏转板处利用3-bump局部凸轨可适当调节螺距和引出角度,但同时也会减小水平工作点,缩小相空间稳定区面积,影响束流正常引出。模拟结果表明,凸轨内二极磁铁和六极磁铁会引起水平工作点减小,造成引出初始阶段粒子大量溢出。因此,基于自主编写的粒子追踪程序SESP对束流时间结构进行了分析,并通过优化激励调幅曲线改善了束流时间结构的均匀性。     

医用质子加速器注入器7MeV漂移管直线加速器的设计

 针对质子治癌直线加速器功耗少、长度短的要求,设计了一台工作频率为324 MHz的漂移管型质子直线加速器(DTL)。该DTL把粒子从2.5 MeV加速到7 MeV,功耗为265 kW, 总长1.9 m。横向聚焦采用FODO结构,漂移管内放置永磁铁。提出一种新的束流匹配方案,在射频四极场加速器(RFQ)与DTL之间不设束运线,而是以 DTL入口处的4个单元为匹配段,把RFQ出口处相椭圆匹配到DTL周期结构入口处的相椭圆。 用PARMILA程序对该DTL进行了动力学模拟,结果表明该方案的束流发射度增长很小。     

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.     

医用质子加速器注入器7 MeV漂移管直线加速器的设计

针对质子治癌直线加速器功耗少、长度短的要求,设计了一台工作频率为324 MHz的漂移管型质子直线加速器(DTL)。该DTL把粒子从2.5 MeV加速到7 MeV,功耗为265 kW, 总长1.9 m。横向聚焦采用FODO结构,漂移管内放置永磁铁。提出一种新的束流匹配方案,在射频四极场加速器(RFQ)与DTL之间不设束运线,而是以 DTL入口处的4个单元为匹配段,把RFQ出口处相椭圆匹配到DTL周期结构入口处的相椭圆。 用PARMILA程序对该DTL进行了动力学模拟,结果表明该方案的束流发射度增长很小。     

北京质子直线加速器及其应用研究装置建成

 北京质子直线加速器及其应用研究装置,包括35兆电子伏质子直线加速器、快中子治癌研究装置、医用短寿命同位素制备装置和正电子断层照象(PET)试验装置.这些装置的建成,是在中央的关怀下,在国家计委、国家科委和中国科学院的领导下,由全国上百个厂家、研究所大力协作、奋战攻关的结果.北京质子直线加速器,是我国自行设计和建造的第一台质子直线加速器,也是我国目前最高能量的质子加速器.这台大型科研装置,综合了许多门类的尖端技术,如超高频无线电、高电压、高真空、精密机械、高精度的光测和电磁测量、计算机自动控制技术等.     

北京质子直线加速器的性能改进及其应用

本文叙述了北京质子直线加速器(Beijing Proton Linac,简称BPL)的主要特点,近几年来的性能改进、现状及其应用.     

1.2MeV电子加速器束流聚焦性能的研究

用二维全电磁PIC方法模拟了1.2MeV电子加速器束流聚焦过程,分析了计算结果. 特别研究了电子枪结构、阳极结构和极间电压分布等初始条件的影响, 得到了一些有价值的物理规律.