BEPC de前前后后

 80年代是我国高能物理事业的一个转折点.BEPC按计划高质量地完成,为我国高能物理实验研究提供了一个极其重要的手段;也表明我国的加速器事业已在世界高技术领域中占有了一席之地.BEPC的成就凝聚着几代人的心血.早在1957年,在王淦昌教授的领导下。选派了一批年青的科学家,赴苏学习高能加速器的设计及建造.一年后,在苏联专家的指导下,进行1-2GeV电子同步加速器的设计,这一设计在1958年的大跃进中被认为是保守落后的,而把方案改成15GeV的质子同步加速器.     

BEPC的前前后后

80年代是我国高能物理事业的一个转折点。BEPC按计划高质量地完成,为我国高能物理实验研究提供了一个极其重要的手段;也表明我国的加速器事业已在世界高技术领域中占有了一席之地。     

从BEPC到BEPCⅡ

北京正负电子对撞机（BEPC）是我国改革开放中建设的第一台重大科学装置。1988年10月24日,邓小平同志亲临BEPC的落成典礼,发表了“中国必须在世界高科技领域占有一席之地”的著名讲话,指出：“过去也好,今天也好,将来也好,中国必须发展自己的高科技,在世界高科技领域占有一席之地”。对撞机的建设者们没有辜负小平同志的殷切期望,BEPC在建成后立即投入运行,性能在国际上τ-粲能区的对撞机中居于领先地位,在BEPC的北京谱仪（BES）上取得了τ轻子精确测量、R值测量和新粒子X（1835）的发现等重要成果。BEPC的丰硕成果,得到国内外高能物理界的高度评价,也引发了在粲物理领域研究的国际竞争。在国家的大力支持下,我们制订了中国高能物理发展战略,依靠全所同事的齐心努力,实现了从BEPC到BEPCⅡ的发展,继续保持我国在世界高能物理领域的一席之地和在粲物理领域的领先地位。     

北京正负电子对撞机BEPC和BEPCⅡ

对撞机是一种把两束相向运动的带电粒子加速到高能量,并使之在其中进行对撞的加速器,是探索物质微观世界的强有力的工具。北京正负电子对撞机由四大部分构成:注入器与束流输运线、储存环、北京谱仪和同步辐射装置。直线加速器产生的正负电子束分别由两支束流输运线注入到储存环。正负电子束流在储存环中积累并达到所需要的流强和能量时,在对撞点交叉、对撞。安放在对撞点的北京     

BEPCⅡ横向束流反馈系统样机在BEPC上的实验

为了抑制BEPCⅡ产生的耦合束团不稳定性, 提高储存环中的流强, 研制了一套逐束团横向束流反馈系统的样机并在BEPC上做了实验, 得到了理想的结果. 当束团不稳定时, 频谱仪上可以观察到横向边带, 此时将反馈系统闭环工作于阻尼状态时, 横向边带立即消失. 本文介绍了样机系统的组成、各部分的功能和实验结果.     

BEPCⅡ控制系统

北京正负电子对撞机重大改造工程BEPCⅡ于2001年启动. BEPCⅡ采用双环交叉角对撞方案,使用微包络函数(micro-β)和多束团对撞以提高亮度. 先进的低温超导技术将用于对撞机的设计中. BEPCⅡ控制系统采用分布式体系结构和系统集成工具EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)进行开发. 控制系统的设计采用了国际先进技术. 目前系统正在建造之中, 主要系统完成了软硬件开发和实验室调试, 于2006年3月进入现场安装.预计BEPCⅡ储存环2006年10月可以开始带束流调试. 本文将介绍BEPCⅡ控制系统及其进展.     

BEPCⅡ Positron Source

BEPCⅡ— an upgrade project of the Beijing Electron Positron Collider (BEPC) is a factory type of e^＋e^－ collider. The fundamental requirements for its injector linac are the beam energy of 1.89GeV for on-energy injection and a 40mA positron beam current at the linac end with a low beam emittance of 1.6μm and a low energy spread of ±0.5% so as to guarantee a higher injection rate (≥50mA/min) to the storage ring. Since the positron flux is proportional to the primary electron beam power on the target, we will increase the electron gun current from 4A to 10A by using a new electron gun system and increase the primary electron energy from 120MeV to 240MeV. The positron source itself is an extremely important system for producing more positrons, including a positron converter target chamber, a 12kA flux modulator, the 7m focusing module with DC power supplies and the support. The new positron production linac from the electron gun to the positron source has been installed into the tunnel. In what follows, we will emphasize the positron source design, manufacture and tests.     

BEPCⅡ Control System

The BEPCⅡ project is for upgrading the Beijing Electron Positron Collider to reach a higher luminosity.BEPCⅡ is designed as micro-β plus multi-bunches with double rings and has adopted cryogenic superconducting technology. The BEPCⅡ control system is a distributed system based on EPICS. In the past few years, we went through the design stage, R&D stage, development stage and the system will be installated. The BEPCⅡ machine commissioning with beam will start in October 2006. This paper describes the BEPCⅡ~control system and the progress of its development.     

从BEPC到CEPC

1988年10月16日,北京正负电子对撞机（Beijing Electron Positron Collider,BEPC）首次实现了正负电子对撞,宣告建成。至今,已经整整30年。这30年,是我国科学技术飞速发展的30年,特别是基础科学有了长足进步,一些领域已经跻身国际先进行列,一些领域与国际先进水平的差距已大大缩小。以BEPC建设为起点,高能加速器、高能物理领域这30年走过的道路,正是我国科学技术30年发展历程的一个缩影。     

BEPCⅡ BPM模拟研究

基于减少光电子的要求,BEPCⅡ真空管道采用antechamber结构,TE模截止频率可能低于BPM信号处理频率500MHz.本文主要模拟研究TE10模对位置测量的影响,发现TE10模截止频率低于500MHz时,将带来束流位置测量误差10.1μm;改变狭缝长度,在TE10模截止频率高于500MHz时,测量误差将在可以接受的范围内.同时,模拟研究了BPM尾场对束流的影响,计算了相应尾场阻抗     

BEPCⅡ正电子源

BEPCⅡ是一粒子工厂型的正负电子对撞机,为北京正负电子对撞机(BEPC)的改造、升级工程. 它对直线注入器的基本要求是40mA,1.89GeV的正电子束流,发射度1.6μm,能散度好于±0.5%, 保证储存环的注入速率≥50mA/min, 实现TOP OFF注入方式. 因为正电子流强与打靶电子束流功率成正比,采用一把新的10A电子枪来提高打靶电流, 采用新加速结构和65MW速调管SLAC5045把目前140MeV的打靶能量提高到240MeV. 正电子源本身也是一非常关键、极其复杂的系统, 它包括正电子转换靶室、12kA``磁号'脉冲电源、7m长聚焦节、大功率直流电源和支架等. 目前,正电子产生加速器,从电子枪直到正电子源,已经安装到了BEPC直线加速器隧道. 本文将着重介绍正电子源系统的设计、加工和测试.     

BEPCⅡ磁铁电源控制系统

BEPCⅡ约有460台磁铁电源分布在储存环和输运线上. 绝大部分电源要求万分之一的控制精度和稳定度, 只有二极磁铁电源要求十万分之五的控制精度和稳定度. 所有电源均采用SNS电源控制器PSC/PSI进行控制. 在将PSC/PSI用于BEPCⅡ磁铁电源的控制之前, 搭建了PSC/PSI控制样机, 对电源工程样机进行了开关机、升降电流的控制, 并对PSI的DAC/ADC控制精度和稳定度进行测量, 结果证明其控制精度和稳定度均满足要求. 采用PSC/PSI的优点是控制硬件相同, 软件相同, 系统集成简单, 便于安装. 从而缩短控制系统研发周期, 节约人力资源. 介绍了BEPCⅡ储存环和输运线磁铁电源PSC/PSI控制系统体系结构和功能、电源控制软件的开发以及所取得的阶段性进展.     

BEPC中的电子云不稳定性研究

多束团正电子储存环中可能发生电子云不稳定性(ECI). 自1996年起, 在北京正负电子对撞机(BEPC)上开展了与这种束流不稳定性相关的系列研究. 文章扼要介绍在BEPC上进行的电子云不稳定性研究, 包括实验观测和模拟计算, 并讨论可能的抑制措施.     

BEPCⅡ低温控制系统研制

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)首次应用低温超导技术建造低温系统. 低温控制系统通过控制前端低温系统的压力、液位、流量和功率等过程变量, 分别产生饱和液氦、两相氦和过冷的单相液氦, 使用这三种不同形式的氦流来冷却超导设备. 低温控制系统采用EPICS+PLC双层架构体系, 实现对前端低温超导设备的全自动控制. EPICS主要完成低温系统的过程控制、逻辑控制和PID闭环控制; PLC负责前端关键设备的联锁控制, 用于保护低温超导设备的安全.     

BEPCⅡ wire scanner system

To monitor the beam profile at the end of the linac non-destructively,a wire scanner as a new diagnostic instrument was designed,manufactured and installed in 2007.Since then,several measurements have been carried out using this device.This paper describes the whole system of the wire scanner and the testing results.     

BEPCⅡ低温控制系统研制

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)首次应用低温超导技术建造低温系统.低温控制系统通过控制前端低温系统的压力、液位、流量和功率等过程变量,分别产生饱和液氦、两相氦和过冷的单相液氦,使用这三种不同形式的氦流来冷却超导设备.低温控制系统采用EPICS+PLC双层架构体系,实现对前端低温超导设备的全自动控制.EPICS主要完成低温系统的过程控制、逻辑控制和PID闭环控制;PLC负责前端关键设备的联锁控制,用于保护低温超导设备的安全.     

从BEPC到CEPC——不忘初心,以BEPC精神再创新辉煌

说起为什么我会选择来到高能所,以高能物理作为奋斗的事业,可能最初是源于十四年前那个普通的下午。那时的我只是一个初来高能所参加大学生研究计划的大三学生,七月的北京下午五点依然骄阳似火,我匆匆赶往食堂,路边展报前一位白发苍苍的老人吸引了我的注意。他正聚精会神地阅读着展报里的每一行文字,每一张图片。     

BEPC共振事例的碎裂特性

发现e⁺e^－→J/ψ→3g三胶子碎裂的末态强子多重数〈n〉满足与e⁺e^－→q₀q₀连续区事例相同的普适质量关系〈n〉=A2S+12I+1exp(–bm2).表明胶子、夸克碎裂成强子时有相同的规律性.同样可以把参数A解释为直生介子、重子多重数〈M〉+〈B〉.虽然对Υ→3g与连续区事例进行比较,末态重子多重数增高2.5倍,但是利用我们对J/ψ→3g共振区的计算研究,没有发现J/ψ→3g事例有类似的特征.     

Microwave System for BEPCⅡ-Linac

Specifications of microwave system for BEPCⅡ-Linac were enhanced by a wide margin in comparison with those of the microwave system for BEPC-Linac. For this reason many RF components must be developed and improved. This paper introduces the developments of SLED detuning system, accelerating section, high power waveguide valve, high power dummy-load, and medium & high power waveguide attenuator/phase shifters. High power operation of the microwave system has been carried out.