放射性次级束流分离器的分离性能

放射性次级束流分离器(HFRS)是强流重离子加速器装置(HIAF)上开展放射性次级物理研究的重要装置。HFRS是飞行时间型(PF)碎片分离器,具有大磁刚度、大接受度、大孔径磁铁以及高动量分辨的特点。HFRS采用B-E-B方法纯化弹核碎裂或裂变反应产生的放射性核素,是开展高精度储存环内实验及环外实验研究的重要工具。主要介绍HFRS分离纯化奇异核的能力,采用MOCADI程序模拟单降能器与双降能器下典型弹核碎裂反应和裂变反应中粒子的鉴别和纯化。模拟结果表明:HFRS具有很好的消色散和聚焦特性,对于弹核碎裂反应中轻核的分离采用单降能器系统即可得到很好的纯化效果;而弹核碎裂反应中重核的分离则需采用双降能器系统才可得到很好的纯化效果;对于裂变反应,由于裂变反应的能散较大,则在采用双降能器系统时也仅仅能得到一定的纯化效果。     

放射性次级束流分离器的分离性能北大核心CSCD

放射性次级束流分离器(HFRS)是强流重离子加速器装置(HIAF)上开展放射性次级物理研究的重要装置。HFRS是飞行时间型(PF)碎片分离器,具有大磁刚度、大接受度、大孔径磁铁以及高动量分辨的特点。HFRS采用Bρ-ΔE-Bρ方法纯化弹核碎裂或裂变反应产生的放射性核素,是开展高精度储存环内实验及环外实验研究的重要工具。主要介绍HFRS分离纯化奇异核的能力,采用MOCADI程序模拟单降能器与双降能器下典型弹核碎裂反应和裂变反应中粒子的鉴别和纯化。模拟结果表明:HFRS具有很好的消色散和聚焦特性,对于弹核碎裂反应中轻核的分离采用单降能器系统即可得到很好的纯化效果;而弹核碎裂反应中重核的分离则需采用双降能器系统才可得到很好的纯化效果;对于裂变反应,由于裂变反应的能散较大,则在采用双降能器系统时也仅仅能得到一定的纯化效果。     

RIBLL次级束流强度的提高

为了提高兰州重离子加速器放射性次级束流线的束流强度,在现有的输运线基础上 ,设计了一个由一组超导螺线管和一个产生靶组成的次级束流增强系统.简要介绍了这个系统的束流光学设计原理和系统的初步设计.In order to meet the meeds of nuclear physic research, the beam intensity of RIBLL (Radioactivy Ion Beam Line in Lanzhou) should be improued. This can be carried out by two ways: increasing the primary beam intensity or improuing the transmission of the beam line. A system consisting of three superconducting solenoids and a new target frame is designed.     

RIBLL2上放射性次级束粒子鉴别能力的提升

为了提升兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)中放射性次级束流装置(RIBLL2)的粒子鉴别能力,在其F1色散面上研发、安装了一套可测量核反应产物起始时间和位置等信息的新型高性能探测器,并发展了一种利用测量的位置及飞行时间等实验数据提取束线光学参数从而修正粒子磁刚度的实验方法。使用F1色散面上的新型探测器,再结合粒子磁刚度修正方法,首次在RIBLL2-ETF分离器上实现了全动量接收度下300 MeV/nucleon 78Kr弹核碎裂产物的清楚鉴别,结果显示:对于较重的75As33+,其电荷分辨σ_Z~0.19、质核比分辨σ_A/Z~5.8×10?3。这一结果,有效提升了RIBLL2粒子鉴别能力,增加了奇异核收集效率,使研究范围由低质量核区(A<40)拓展到了中等质量核区(A~80),这将有效促进RIBLL2上放射性次级束物理实验的发展。     

兰州放射性束流线(RIBLL)的控制系统

介绍了兰州重离子加速器国家实验室放射性次级束流装置(RIBLL)的控制系统的原理、组成及其结构.     

管道有源噪声控制中壁面分布次级声源的空间分布优化

为了改进管道中高阶模式声波的有源控制效果,研究了壁面分布次级声源的空间分布优化问题。首先提出管道中次级声源独立控制高阶模式声波的理论模型。然后推导次级声源在管道中各方向上空间分布对控制高阶模式声波的贡献,得到了次级声源空间分布的优化准则。通过将空间分布离散化,采用最小化管道中声能流的控制策略得到次级声源的最优驱动强度。最后通过数值仿真对比最优驱动强度时各种次级声源空间分布对控制性能的影响,验证了通过优化次级声源空间分布能显著提高控制效果。仿真结果表明,当次级声源分布于管道所有壁面且沿管道轴向分布范围较大时,高阶模式的控制效率最高。     

HL-2M 装置真空抽气系统的研制

HL-2M 装置真空抽气系统包括 4 套涡轮分子泵机组和 4 套低温泵机组。辅助系统主要由设备逻辑 控制与信号测量、水冷却循环系统和设备供气系统 3 部分组成。真空室经过 100℃烘烤后真空度达到 2.3×10⁻⁶Pa, 超过了设计预期真空度,满足超高真空技术要求。     

真空系统的改进设计

真空吸附夹具可以平稳、可靠的夹紧物体，又不易损坏所抓取物件的表面。以真空压力为动力源，作为机械加工的一种重要手段，对任何具有较光滑表面的物体，特别是非铁、非金属且不适合夹取的物体，如薄而表面光滑的铜金属制品、铝金属制品和其他非金属制品，都可使用真空吸附，完成切削、打磨、抛光等各种机械加工任务。原车间的数控机床主要采用了以真空泵为真空发生装置的并联多路真空系统，真空泵的吸入口直接形成负压。由于真空管路与多台数控机床的真空吸附夹具相接，吸着和未吸着工件的个数变化或出现泄漏时，都会引起整个管路的真空压力变动，从而影响工件的吸附力和加工工件的合格率。改进后的真空系统采用了真空发生器，不仅克服了原真空系统的不足，而且充分利用车间原有的高压系统。     

重离子加速器示范装置被动式束流配送系统次级中子特征的蒙特卡罗研究

在碳离子放射治疗中,碳离子束在剂量配送过程中会与束流输运线相互作用,形成以中子辐射为主的外辐射场.由于中子是高LET射线,具有较高的相对生物学效应,减少碳离子放疗中产生的次级中子有助于降低放疗后正常组织并发症几率及二次肿瘤风险.利用蒙特卡罗方法对保守情况(能量为400 MeV/u,多叶光栅完全闭合)下碳离子治疗被动式束...     

原子能院的核天体物理研究和串列升级工程进展(英文)

在北京串列实验室建立了次级束流实验装置 ,用于放射性核束物理和核天体物理研究 .先后开展了7Be(d ,n) 8B ,11C(d ,n) 12 N ,8Li(d ,p) 9Li和6 He(p ,n) 6 Li核天体物理重要反应的研究 .介绍了串列加速器升级工程的进展情况 .该工程在现有串列加速器的基础上 ,将建立 10 0MeV/ 2 0 0 μA的质子回旋加速器、在线同位素分离器和超导加速段 .在此装置上 ,将可以产生质量数最高为 12 0 ,强度最高为 10 9particles/s的放射性束流 . A secondary beam line (GIRAFFE) at the Beijing Tandem accelerator lab was constructed for yielding low energy secondary beams. The current progress on the study of nuclear astrophysics and nuclear structure is presented. Up to now, We have carried out measurement of~(7)Be(d, n)~( 8)B,~(11)C(d, n)~(12)N,~(8)Li(d, p)~(9)Li, and~(6)He(p, n)~(6)Li reactions. The proposed Beijing radioactive nuclear beam facility (BRIF ) and its current R&D progress are briefly introduced. This facility is based on...     

温度和压强的变化对谱线线型峰值的影响

谱线线型是用于气体浓度测量中的一个重要参数。本文基于温度(压强)变化会引起相应压强(温度)的变化这一点,考虑温度和压强同时变化对气体线型峰值的影响。通过分析氟化氢的吸收谱线,发现可用Lorentzian线型来计算峰值吸收系数的温度和压强范围都扩大,而Gaussian线型在绝大数情况下不能用来计算峰值吸收系数;在一定的温度范围和压强范围内,如果只考虑压强或温度的变化,由此计算的三种线型峰值(Gaussian,Lorentzian和Voigt)的相对误差大于0.1。因此,在计算线型峰值时,需考虑压强和温度同时变化对线型峰值的影响。最后分别讨论了甲烷、二氧化碳、一氧化碳及一氧化氮,得到与氟化氢结论相似的结论,结论的不完全相同是由于每种气体在波数、压力展宽系数、相对分子质量及温度系数上的不同而导致。     

低真空管道列车表面压力变化规律研究

既有高速铁路进一步提速受限,构建低真空管道运行超高速列车的发展趋势日益明显.运用滑移网格技术,建立动车组列车和低真空管道的三维耦合模型,考虑管道气体的瞬态压缩效应,分析低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度和环境压力对车体表面压力的影响.研究表明,低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度和环境...     

压缩真空中梯形三能级原子的辐射压力

研究了压缩真空中梯形三能级原子在单色行波场中的辐射压力。从系统的哈密顿量出发,利用玻因-马尔可夫近似,推导出了原子的光学布洛赫方程。此时用数值方法求得布洛赫方程的稳态解,然后用图示法考察了原子的辐射压力随双光子失谐、拉比频率、自发发射率等参量的依赖关系。结果表明：单光子跃迁和双光子跃迁可导致辐射压力出现各自的多普勒位移共振峰;辐射压力表现出较宽的失谐范围且强烈依赖于压缩参量以及压缩真空和相干光之间的相位关系。当相位满足匹配条件时,辐射压力减小。     

超高压处理的草莓果肉饮料在贮藏过程中的品质变化

 采用超高压处理（压力600 MPa、保压时间4 min）方法,实验研究了在4 ℃下储藏7个月时草莓果肉饮料的微生物及主要品质的变化。结果表明：草莓果肉饮料在7个月贮藏期内没有细菌、霉菌或酵母检出,仅从微生物角度看,超高压处理有效地延长了货架期;贮藏过程中草莓果肉饮料中的颜色逐渐变暗,可溶性固形物、pH值、可滴定酸有波动,但变化不显著（P>0.05）,总酚、维生素C及花青素含量均逐渐减少,·DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）自由基清除能力及铁离子还原能力逐渐减弱;贮藏过程中草莓果肉饮料挥发性香气成分的种类和含量均发生明显变化,其中酯类成分显著降低,芳樟醇和反式-橙花叔醇随储藏时间的延长而显著增加。     

微型超高压宝石喷嘴内部的空化与磨损

宝石喷嘴是影响超高压水射流切割系统工作效率的重要部件,而宝石内部的空化直接影响射流的形成,也是宝石磨损的重要原因之一。对400 MPa压力范围内宝石孔内部的空化两相流进行了数值模拟,阐述了射流在宝石内的形成过程,分析了长径比、压力和入口形状对宝石内空化的影响,并在相应压力下对宝石喷嘴的磨损进行了实验研究。结果表明:宝石内部的空化发展程度随着长径比的增大而减弱;在一定的长径比范围内,空化可以发展到喷嘴出口,并最终使射流的初始直径小于喷嘴直径,且在此条件下当压力升高时,射流的初始直径增大;良好的入口形线可以降低空化的发展程度;宝石入口的磨损较出口更显著,空蚀和高压水的冲蚀造成了宝石孔边缘形状的破坏,这种破坏随着压力的升高而加剧,选择合适的长径比是减少冲蚀磨损的有效途径。     

中能重离子微束辐照装置的真空窗

为了辐照生物活细胞, 束流须经由真空隔离窗引入大气环境中. 在真空隔离窗的设计中, 对结构、材料种类及其厚度的选择既要尽可能地减小束斑展宽, 又要兼顾安全性. 应用有限元分析软件对不同结构、不同材料的真空窗进行受力分析, 模拟真空窗的形变和等效应力, 运用强度理论考察候选真空窗的安全性; 并运用SRIM程序模拟离子的小角散射、横向射程, 计算入射离子的能量、真空窗材料及其厚度、空气层对束斑展宽的影响; 最后提出真空窗适宜的结构、材料及厚度范围.     

在线同位素分离装置的靶系统设计方法

产生放射性核束的在线同位素分离装置的靶系统设计是整个装置产生效率的关键环节.在ORNL的窄高斯分布的离子注入模型的基础上,研究了不同的靶的几何形状和尺寸、不同的温度条件、半衰期不同的放射性核素等对释放时间特性的影响,这对设计具有快速释放过程的靶系统,具有直接的实用价值.基于德国ZFK关于表面物理的实验测量数据,用MonteCarlo统计的方法来模拟放射性核素从靶材料表面到在线离子源的电离室的传输过程,对大量的放射性核素–传输管材料组合,和不同尺寸的传输管进行了统计计算,从这些统计计算中得到了可用于传输管工程设计的图表和经验公式.     

离子束流剖面分布离线诊断方法探索

提出了一种基于二次离子质谱分析技术的离子束流剖面分布的离线诊断方法,具有分辨率高、可同时给出束流剖面分布和成分信息的特点。利用数值模拟方法对该诊断方法的可行性进行了分析和讨论,并结合原理实验给出了验证结果。结果表明：该方法可以用于真空密封型中子发生器离子束流剖面分布的诊断,能够成为其他诊断方法的验证手段和有力补充。     

离子束流剖面分布离线诊断方法探索

提出了一种基于二次离子质谱分析技术的离子束流剖面分布的离线诊断方法,具有分辨率高、可同时给出束流剖面分布和成分信息的特点。利用数值模拟方法对该诊断方法的可行性进行了分析和讨论,并结合原理实验给出了验证结果。结果表明:该方法可以用于真空密封型中子发生器离子束流剖面分布的诊断,能够成为其他诊断方法的验证手段和有力补充。