摘要：为提高用于医用同位素^(211)At生产的金属Bi靶在高束流功率作用下的可靠性与使役寿命,对多种束流均匀化方法进行了模拟与对比,利用计算流体力学(CFD)方法模拟分析了在wobbler磁铁作用下强度为500 eμA的α束流轰击Bi靶产生的热效应,为靶系统的设计和寿命的延长提供了关键技术支撑。结果表明,通过扫描实现束流均匀化可大幅降低靶上的最大热功率密度;在靶前采用wobbler磁铁对束流进行周期性圆扫描可有效降低Bi靶的表面温度。当扫描频率为50 Hz时,Bi靶最高温度为189.8℃,低于其熔点(271.3℃),能够满足Bi靶在此高功率束流照射下安全运行的温度要求。

摘要：中国科学院近代物理研究所正在研发第四代ECR(电子回旋共振)离子源FECR(first 4th generation ECR ion source).以20 kW/45 GHz微波加热运行为目标,需要研制Nb_(3)Sn超导磁体以实现对所加热等离子体的有效磁场约束.作为首台采用Nb_(3)Sn超导磁体技术的ECR离子源,FECR的主磁场线圈由4套独立的轴向螺线管线圈与1套径向六极线圈所构成,且均采用单股Nb_(3)Sn线绕制而成,这给线圈的加工、冷体装配、磁体的失超保护等环节带来一系列挑战.为使磁体能在高场、高应力作用下安全稳定运行,项目采用基于铝壳体结构与bladder&key的预紧应力控制技术,完成了一套半尺寸冷体样机的研发.该样机已完成4.2 K低温测试.本项研究的核心关键问题与挑战是如何在复杂的高精度机械装配与高电流强磁场励磁过程中实现对易碎Nb_(3)Sn导线的有效保护.本篇文章中,我们将阐述如何设计、研制、装配及测试工作于复杂磁场与应力环境的高性能Nb_(3)Sn六极磁铁.针对于单个六极线圈的测试,我们设计研发了一种称为“Mirror”结构的测试工装.论文中会详细论述基于壳层结构与bladder&key的装配预紧技术在半尺寸样机上的应用效果.同时,论文对在半尺寸样机上观察到的强烈磁通跳跃现象和它对失超探测保护的严峻挑战问题及相关解决或规避方案进行相关论述.

摘要：随着我国核科学与核技术的发展,高丰度同位素的产量无法满足市场需求,极大地限制了相关领域的发展。因此,迫切需要发展高产额、高效率的电磁同位素分离装置。离子源作为电磁同位素分离器中的关键部分,其性能直接影响目标同位素的分离与产额。设计了一台2.45 GHz微波驱动的离子源用于稳定同位素电磁分离器的注入,目标是在引出能量40 keV下产生20 emA Xe^(+)及5 emA Mo^(+)。为了获得高密度等离子体,设计了双线包螺线管产生放电磁场,并通过仿真软件CST微波模块计算优化了高耦合效率的磁场位型和匹配波导。为了产生强流金属离子束,设计了内置放电室坩埚熔化金属氧化物。模拟结果表明:当加热丝电流为70 A时,坩埚温度最高为917℃,可以高效地产生金属钼蒸气,进入放电室进行离化。

摘要：为了测试单体六极线圈经过绕制、热处理、环氧浸渍等一系列工艺过程后,电磁性能是否达到设计指标,设计了能够一定程度上模拟六极磁场及其应力分布的Mirror测试结构。由于Mirror结构在室温装配过程中采用Bladder-Key技术对六极线圈施加预应力,为了能够模拟从室温装配到冷却降温的操作流程、验证ANSYS有限元仿真方法与实验结果的一致性,依据六极线圈外形尺寸加工了一个模拟线圈。实验结果表明,铝壳和模拟线圈中心处的应变与ANSYS仿真计算结果基本一致,最大误差均在10%以内,验证了结构设计的合理性和仿真结果的可信性。

摘要：介绍了粒子加速器中超导二极试验磁体中离散余弦型(DCT)超导线圈的电磁设计、线圈制作和验证测试过程。

摘要：中国科学院近代物理研究所正在研制运行于45 GHz的世界首台第4代电子回旋共振离子源(fourth electron cyclotron resonance,FECR)。该离子源磁体线圈全部采用Nb3Sn(铌三锡)超导材料制作,这一超导材料临界性能对应力敏感,加之磁体中六极线圈和螺线管线圈之间的应力不平衡分布,导致磁铁机械结构设计面临极大挑战。为了验证离子源磁铁结构设计的合理性和仿真结果的可信性,为全尺寸真机的研制奠定技术基础,设计了能够一定程度上反映离子源磁体机械结构的半长度样机。主要介绍了FECR半长度样机的三维机械结构分析,借助ANSYS有限元软件分析了磁铁在室温组装、冷却降温和加电励磁时的应力分布和变化情况,为磁体装配提供预应力参考。

摘要：为保证RFQ加速器的长时间安全稳定运行,设计了一套基于EPICS软件结构的分布式控制系统。该系统采用新型PLC控制器和PROFINET现场总线设计,主要完成对RFQ腔体冷却水温度、流量等相关参数的实时监测,并在PLC内部实现冷却水故障与RFQ腔体功率给定的安全联锁功能。测试结果表明:水温监测精度为0.1℃,流量监测精度为0.4 I7min,腔体冷却故障联锁保护时间小于10 ms,数据上传和归档时间间隔为100 ms。该系统满足设计要求,可为RFQ加速器的安全运行提供控制保障。

摘要：采用Python的定时模块和pyqt5交互界面设计完成了混合束设备之间的软同步系统,完成二极铁电源与离子源引出高压电源之间的循环触发给定;针对LEAF中采用的数据归档系统,采用Python爬虫技术实现了设备历史数据的信息提取和处理.该软件系统已经应用于LEAF装置的RFQ腔性能测试和混合束流物理实验中,软件使用灵活、方便,完全满足LEAF束流调试的控制需求.

摘要：针对高功率密度ECR离子源磁体线圈高压水冷系统压力高、运行维护复杂、冷却能力受限等缺点,提出一种采用自循环蒸发冷却技术的ECR离子源磁体线圈。结合ECR离子源磁体线圈布局结构和运行可靠性要求高的特点,设计基于自循环蒸发冷却原理的高功率密度磁体线圈结构型式,该磁体线圈由饼式单元线圈阵列组成,单元线圈间设置垂直冷却通道,蒸发冷却介质在线圈热量的驱动下沿垂直通道自动流动。按照LECR-DRAGON磁体线圈的参数指标,建立蒸发冷却磁体线圈验证模型,实验结果表明,饼式单元线圈配合垂直冷却通道设计的磁体线圈结构,能够实现窗口电流密度12A/mm^2的负荷要求,并保持长期稳定可靠运行,满足工程实用的需要。

摘要：为了进一步探究高电荷态电子回旋共振(ECR)离子源引出束流品质和横向相空间耦合情况,根据中国科学院近代物理研究所高电荷态离子源引出束流发射度测量需求,针对束流流强为1 eμA～1 emA,能量范围为10～35 keV/q的直流或脉冲高电荷态重离子束,设计了一台实时四维Pepper-pot发射度测量仪。该Pepper-pot型发射度测量仪具有响应时间快和工作范围宽等特点。针对强流重离子束诊断的特点,在结构与材料选择上做了设计与优化,并对获得图像的处理方法提出了具体的解决办法。