重离子治癌装置4 MeV/u IH型漂移管直线注入器的动力学设计

基于KONUS束流动力学理论,完成了一台工作频率为162.5 MHz、占空比为1%的交叉指型漂移管直线注入器（IH-DTL）的动力学设计。该IH-DTL内置两套三组合四极透镜,共有41个加速单元,可为同步加速器提供流强400 eμA、能量4 MeV/u的C4+束流。在动力学设计过程中着重对每个加速间隙的同步能量偏差、注入相位和间隙电压等参数进行优化,使得该IH-DTL的横向归一化RMS接收度达到0.24 πmm·mrad,且横纵向归一化发射度增长小于10%,有利于提高同步环的注入效率。然后根据动力学设计的结构参数进行IH-DTL的高频仿真计算,将得到的三维电磁场分布导入PIC粒子跟踪程序中进行束流动力学模拟。动力学模拟结果显示,束流在IH-DTL出口的横向自然发射度小于13 πmm·mrad,达到了同步环的注入要求,而且在7%的垂直二极场分量下,束流中心的横向偏移在±0.5 mm以内,整体的束流传输效率高于99%。An interdigital H-mode drift tube linac (IH-DTL) with KONUS beam dynamic has been designed, which operation frequency was chosen 162.5 MHz. This IH-DTL consists of 41 accelerating cells and two quadrupole magnets triplets, can provide the C4+ with the current of 400 eμA and energy of 4 MeV/u for the synchrotron. In the beam dynamic design, the synchronous particle energy, inject RF phase and the acceleration voltage of each gap are optimized carefully to make the transverse normalized RMS acceptance of the IH-DTL to be 0.24 πmm·mrad and the beam emittance growth small than 10%. Then the RF structure was designed and the 3D electromagnetic field was imported into the PIC particle tracking code for the beam dynamic simulation. The transverse beam emittance at the exit of the IH-DTL is small than 13πmm·mrad which meets the injection requirement of the synchrotron. What is more, under the 7% vertical dipole fields component, the offset between the beam center and the drift tube's axis is ±0.5 mm at most. The transmission efficiency of the IH-DTL is higher than 99% for the whole beam in the acceptance.     

时变等离子体高功率微波频率上转换的粒子模拟

基于电磁波与时变介质相互作用能够实现电磁波频率上转换的原理,通过粒子模拟(PIC)方法对电磁波与时变等离子体薄层相互作用进行模拟,实现了频率由2.45 GHz提升至130 GHz,功率转化效率约为0.39%。探究了等离子体参数(包括等离子体密度、有限的等离子体上升时间以及等离子体薄层厚度)对频率上转换的影响。模拟结果验证了等离子体密度决定上转换频率,与理论结果相符。模拟结果表明,等离子体薄层厚度越大,得到的上转换波的能量越大;等离子体的上升时间越小,上转换波的转换效率和频谱纯度越高。采用等离子体密度21020 cm-3,等离子体厚度1 cm,等离子体上升时间0.04 ns 可以得到可观的130 GHz上转换波输出。     

EAST共振磁扰动线圈电源响应延迟分析及优化

为了提高EAST装置中共振磁扰动(RMP)线圈电源的输出电压、电流响应速度和输出特性,对共振磁扰动线圈电源的响应时间延迟进行了分析和优化处理。详细分析了对称规则采样和单极性倍频PWM调制过程所产生的时间延迟,针对该部分时间延迟提出了多次采样延时数据更新方法,对逆变电源控制器进行优化和改进。实验结果表明,采用该方法后电源输出响应时间延迟从206μs减小为70μs,可以满足EAST实验的需求。     

IH型漂移管直线加速器的束流动力学研究（英文）

为了提高兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）的运行效率、改善加速器输出束流品质,并实现几个加速装置分时供束,提高整个重离子加速装置的利用率,特为（HIRFL-CSR）增建一台新的注入器--CSRLINAC。在108.48 MHz的RFQ之后的CSR-LINAC主加速段,主要由一台108.48 MHz和两台216.96 MHz的IH型漂移管直线加速器组成,用于加速荷质比为1/8.5~1/3之间的重离子,其最大的束流流强为3 mA,并将粒子从0.3 MeV/u加速到3.71 MeV/u。运用KONUS动力学原理,在满足设计指标的情况下,首先利用TraceWin程序进行中能束线MEBT设计,后针对高频腔体设计和束流匹配的基本参数的系列讨论,特别是对CSR-LINAC的中能束流匹配线、参数选择和IH型KONUS结构的漂移管直线加速器进行设计模拟优化。最终得出,在保证腔体设计指标和95.3%的传输效率的情况下,该紧凑型直线加速结构经过三个腔体的加速后,束流的纵向归一化均方根发射度增长仅有25%;同时发现,当流强达到3 mA时,存在空间电荷效应,导致其纵向相宽增长约25%,最大横向包络也存在16.5%的涨落。In order to improve the operation efficiency of the Cooling Storage Ring of Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL-CSR), a heavy ion linac (linear accelerator) was proposed and designed as a new injector for HIRFL-CSR. Following the 108.48 MHz Radio-Frequency Quadrupole (RFQ), three tanks in total with Interdigital H-mode drift tube linac (IH-DTL) structure are installed to boost the beam energy from 0.3 to 3.71 MeV/u, and the beam current of ions with charge-to-mass ratio from 1/8.5 to 1/3 can reach to 3 mA. The first tank operatesat the same frequency as the RFQ, and the rest two operate at 216.96 MHz. The “Combined Zero-Degree Synchronous Particle Structure” (KONUS) beam dynamics was used in the beam dynamics design. The overview of the physics design on the main accelerating components, including RF design and beam dynamics design are introduced in this paper. The optimized structure design, fabrication status and simulation results are presented in this contribution. It shows that under the condition of assurance of 95.3% transmission efficiency, the normalized rms emittance is about 25%. When the beam current is up to 3 mA, owing to the space charge effect, the increase of longitudinal phase spread and transverse envelope are about 25% and 16.3%, respectively.     

大型光学镜子热弹性变形的有限元分析

简述了利用ANSYS软件对大型光学镜子热弹性变形进行有限元分析的一般方法,强调了在分析过程中应该注意的一些问题和实用技巧,并给出了一个分析透镜重力变形的实例。     

DP-QPSK相干光传输系统性能分析

基于Optisystem13光通信系统仿真软件,利用内置的集成模块,建立了偏振复用正交相移键控(DP-QPSK)的传输模型。分析了偏振复用、光纤链路和相干接收的原理。通过观察偏振支路X、Y的星座图可知,DSP的处理改善了传输性能以及提高了判决分辨力。     

LED开辟广阔应用市场应对金融危机

2008持续至今的金融风暴给电子产业造成了重大打击,消费类、家电类、工控类、通信类等领域都无一幸免遭受重创,尤其以消费类电子产品市场下滑趋势最为明显.     

浅析宽带接入网建设问题及解决策略

2010年,我国提出电信网、计算机网和有线电视网三网联合的建设目标,标志着我国宽带接入网建设进入了一个新的发展阶段.当前,宽带接入网建设在服务对象、规范标准、参数设置、技术以及投资成本等方面存在诸多问题.本文逐一分析了这些问题,并提出了解决策略.     

马鞭草烯酮基噻唑-腙化合物的合成及抑菌活性

本文合成了9个马鞭草烯酮基噻唑-腙化合物4a^4i(包括3对E-Z异构体和3个E-型产物),采用FTIR、1H NMR、13C NMR、ESI-MS和NOESY对其进行了结构表征,并测试了目标化合物的抑菌活性。结果表明,在质量浓度为50mg/L时,化合物4a^4i对苹果轮纹病菌、小麦赤霉病菌、黄瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、番茄早疫病菌、水稻纹枯病菌、玉米小斑病菌和西瓜炭疽病菌均有一定的抑菌活性。E-Z异构体对一些植物病原菌的抑制作用有明显差异,例如,(Z)-马鞭草烯酮基对-氰基苯基噻唑-腙(4f)对小麦赤霉病菌的抑制率是(E)-马鞭草烯酮基对-氰基苯基噻唑-腙(4e)的6倍。利用Gaussian 09计算了化合物4e和4f的前线分子轨道。     

自由落体运动规律的探索及启示

伽利略发现的自由落体运动规律否定了亚里士多德的流传了近1700年的落体运动论。本文阐述了自由落体运动规律的探索过程,探讨了在探索自由落体运动规律的过程中给人们的深刻启示。