受内压厚壁圆筒的塑性变形条件与脆断分析

基于弹性约束的概念,分析了受内压厚壁圆筒产生塑性变形的条件。发现厚壁圆筒发生脆性断裂的根本原因是,圆筒内壁高应力区因受到外壁低应力区的弹性约束,在应力达到材料的屈服条件时不能产生塑性变形。通过计算给出了受内压管道避免脆性断裂的壁厚设计和选材方法。研究结果表明,对外直径2b=300mm的不同管线钢,随屈强比从0.51增大到0.91,其临界壁厚由62.2mm降低至12.9mm,极限内压由225.2MPa降低至69.0MPa,即选用材料的屈强比越低,设计管道不发生脆断的壁厚尺寸范围越大,在临界壁厚尺寸范围内管道的极限承载能力也越高。因此使用较低屈强比的材料并控制合理的管道壁厚,能使管道在承受意外的冲击内压时,出现全面塑性变形,以吸收冲击能量,避免管道脆性断裂的发生。     

中国加速器驱动系统的中能传输线-2设计

中能传输线-2（MEBT2）在中国加速器驱动次临界系统（CADS）1.5 GeV加速器的前端具有非常重要的作用。介绍了MEBT2设计思路和束流动力学分析。MEBT2的设计和模拟均使用多粒子跟踪程序TraceWin完成。给出了可以完成束流传输和匹配的消色散MEBT2设计方案。模拟结果显示:在经过此方案所设计的MEBT2后,束流横向和纵向的发射度分别有5%和13%的增长,在此系统可接受的发射度增长范围内。     

室温CH腔体的单元腔近似优化

CH（cross-bar H-type structure）结构是近几年提出的一种适用于低β的新型DTL(drift tube linac)加速结构,同IH（interdigital H-type structure）结构相比,CH结构可以工作在更高的频率（150~700 MHz）下,从而可以得到更高的输出能量（150 MeV）。由于DTL腔体为准周期结构,通过对单元腔的MWS(microwave studio)模拟及优化,得到了工作频率为350 MHz,单核能从6 MeV到66 MeV时的腔体并联阻抗及其它腔体参数,并对腔体单元数对腔体特性参数及谐振频率的影响做了定性分析。分析表明：对于CH结构,其有效并联阻抗远大于传统的DTL结构,对于350 MHz的工作频率,在6 MeV时将近100 MΩ/m,即使在能量高达66 MeV时,其有效并联阻抗也大于40 MΩ/m;单元腔近似是一种非常有效的分析DTL加速结构的方法,单元腔计算结果和整腔计算结果相比,谐振频率的相对偏差小于1%; 对于有效并联阻抗的计算,误差也在10%之内。     

BFEL束团长度测量系统的离线实验研究

短和超短束团长度测量技术是发展短波长FEL和高级加速器的关键技术之一. 为测试研制的短和超短束团长度测量系统雏形装置, 利用黑体辐射仪的连续远红外-毫米波辐射替代BFEL的4ps微束团产生的亚毫米波-毫米波CTR, 进行了离 线模拟实验, 获得良好调制的干涉图. 实验表明, 该雏形装置软硬件系统的运行满足初期的设计构想; 干涉仪经细致的光学调节, 可获得较为调制充分的干涉图; LabVIEW编制的测控软件满足控制和采集的基本需要. 提出了进一步改善的措施.     

非均匀传输线型谐振腔的研究

 分析了周期性电容盘片加载的同轴线的传输特性,并将其应用于四分之一波长线谐振腔,利用传输线理论和数值模拟两种方法分析了这种腔体的谐振特性,得到了谐振频率、Q值与盘片半径、盘片个数间的关系,并论证了这种方法在减小腔体尺寸方面的可行性及在一台质子回旋加速器腔体中的应用。     

温度和pH敏感P(NIPA-co-AA)/粘土复合水凝胶的辐射制备与表征

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)作为温敏性聚合单体,丙烯酸(AA)为pH敏感性单体,有机粘土为改性剂,采用~(60)Co-γ射线为辐射源,辐射合成了P(NIPA-co-AA),粘土复合水凝胶,研究了粘土的加入对水凝胶溶胀率、温度及pH敏感性和压缩性能的影响.结果表明,P(NIPA-co-AA)/粘土复合水凝胶的溶胀性能优于P(NIPA-co-AA)水凝胶,平衡溶胀率(SR)明显提高;且复合水凝胶仍表现出明显的温度和pH敏感性;粘土的加入提高了水凝胶的压缩强度、最大压缩力和压缩屈服力等力学性能,当粘土含量为15%时,P(NIPA-co-AA)/粘土复合水凝胶的压缩强度为P(NIPA-co-AA)共聚水凝胶的2.4倍,最大压缩力为P(NIPA-co-AA)的2.1倍.     

不同薄膜材料对α束流性能影响的模拟研究

由于回旋加速器引出的束流能量固定,为了满足不同实验对束流能量的不同需求,需要对束流的能量进行调节.为此,研究了利用薄膜材料对束流能量进行改变的可行性.用SRIM程序分析计算了30 MeVα束流(回旋加速器引出能量)穿过金刚石、铝和铜材料后的射程,确定了材料厚度与所需能量之间的关系.利用G4Beamline程序计算了束流...     

加速器电容耦合的研究

首先从腔体的等效集总参数电路出发, 推导出了腔体等效输入阻抗和腔体特性参数, 如谐振频率、并联阻抗及耦合电容的关系. 以此为出发点, 得到了理想耦合所需要的耦合电容大小和腔体参数的关系, 总结出了高频腔体电容耦合系统设计的一般方法. 以一台质子回旋加速器模型腔体为例, 对计算结果和测量结果进行对比分析, 讨论了其结果的可靠性及使用范围.     

有限积分理论(FIT)及其在腔体计算中的应用

通过介绍麦克斯韦方程的离散过程,简单介绍了有限积分理论（Finite Integration Theory）。该理论直接以电场强度和磁感应强度为未知量,采用两套互相正交的网格,将场矢量离散为不同网格点上的一系列分量,将矢量积分方程转化为一组线性方程组。通过对SFC高频腔体模拟的实例,可以看出,此方法在腔体本征频率、Q值及腔体并联阻抗等腔体参数计算中具有叫高的精度,说明了基于FIT的MAFIA程序在腔体模拟中的可靠性。     

HIRFL高频腔体功率耦合匹配实验研究

介绍了HIRFL主加速器SSC高频腔体功率馈入耦合匹配系统的研究,实验结果表明,通过改变耦合环角度可更好地实现高频腔体和高频发射机之间的匹配,提高了高频腔体电压和高频发射机的工作效率。