摘要：一台新的治癌专用加速器HITFiL正在设计和建造中,其中一台同步加速器为其主加速器,以高紧凑性、高可靠性和低成本为设计目标。同步加速器的注入系统采用剥离注入方式,剥离注入与单圈注入方式相比能达到较高的注入效率,而其造价明显低于多圈注入加电子冷却的注入方式。治癌采用碳粒子束,从ECR离子源产生的C5+离子经过回旋加速器预加速后在同步加速器注入点处剥离成为C6+注入到环里。详细阐述了该注入系统的设计方案,并对整个注入过程进行了计算机模拟。在模拟过程中,对束流的注入效率、束流损失机制和粒子数增益进行了研究,得到了实空间和相空间的粒子分布和发射度增长趋势,得到了满足要求的束流流强。

摘要：为了精确测量短寿命原子核质量，提出了在强流重离子加速器装置（HIAF）上建造高精度环形质量谱仪SRing。SRing长188．7m，最大设计磁刚度为13T·m，主要由磁聚焦结构、注入系统、引出系统、随机冷却以及探测系统等组成。SRing将运行在等时性模式和收集模式下用于短寿命原子核质量的精确测量和放射性次级束流收集并纯化。详细介绍了SRing的线性光学设计，并给出两种模式下的光学设计、注入及引出系统的设计等，设计参数优化完毕后，机器测量精度有望提高到10^6。

摘要：国家"十二五"工程将在哈尔滨工业大学建造一台空间辐射地面模拟装置(SESRI),该装置能够模拟空间辐照环境,对研究离子辐照材料、生命体等具有重要意义。SESRI主要由双ECR离子源,直线注入器,同步环和3个高能实验终端组成。周长为43.9 m的同步环作为装置的核心部分,能够向3个实验终端输送离子种类多、能量范围广的粒子束。为了保证环内有足够的粒子数,注入系统的设计至关重要,SESRI同步环采用多圈注入方案,并利用ACCSIM程序模拟粒子真实运动情况。结果表明,粒子的注入效率为85.5%,离子数增益可达17.1,可满足设计要求。

摘要：目前,中国科学院近代物理研究所设计、建造和运维了多台结构指标各异的重离子加速器装置,现有的物理控制系统已无法满足这些装置对于稳定、可靠、高效运行的需求。为了提高调试、运行效率,简化系统操作,达到更高的流强和更好的束流品质,中国科学院近代物理研究所自主设计了一套基于EPICS的面向物理的加速器控制系统PACS。为了验证PACS框架的可行性和嵌入任意物理控制软件的可行性,采用Python语言开发了基于PACS的直流/脉冲双模式工作点调节软件及其界面,并且搭建了HIRFL-CSRe的MySQL测试数据库和EPICS软IOC测试环境,在该虚拟测试环境下对软件的直流模式下工作点调节功能进行了测试;然后在HIRFL-CSR真实环境对该软件在直流/脉冲模式下的工作点调节功能进行测试。结果表明,该软件能够通过PACS提供的接口嵌入系统的物理过程模块,实现与数据库和底层控制系统的交互,从而完成直流/脉冲模式下的工作点调节和光学参数计算,以此验证PACS框架的可行性和嵌入任意物理控制软件的可行性。

摘要：The Super Heavy Experimental Ring （SHER）, which is one of the rings of the next accelerator complex High Intensity Heavy Ion Accelerator Facility （HIAF） at IMP, has to be optimized for e-cooling. Its lattice is designed for two modes： the first is the isochronous mode, which is a time-of-flight mass spectrometer for short-lived secondary nuclei, the second is the storage ring mode, which is used for collecting and cooling the secondary rare isotope beams from the transport line. In order to fulfil its purpose, the ion optics can be set to different ion optical modes.

摘要：为满足短时间内达到高累积流强要求,HIAF/BRing采用了一种新的注入方法――双平面相空间多圈注入。该注入方法与传统单平面多圈注入方法不同,而且在国际上是首次在实际项目中采用,尚无实际运行经验。因此,对注入过程进行程序模拟研究是验证双平面多圈注入方案可行性的必要手段。为详细模拟研究BRing双平面多圈注入过程,并克服已有程序跟踪速度较慢且注入参数修改不便的缺点,本文根据双平面多圈注入的特点,建立了双平面多圈注入模型,编写了双平面多圈注入模拟优化程序TPIS(Two-Plane multiturn Injection Simulation)。通过与ORBIT程序模拟结果对比,验证了TPIS程序模拟双平面多圈注入过程的正确性。在此基础上,在TPIS程序中加入了粒子群优化算法,并对BRing注入参数进行了优化。结果表明,TPIS程序可以对注入参数进行有效优化,经过优化后,束流损失减少了28%,最终剩余累积粒子数满足BRing的流强设计指标要求,进一步验证了双平面多圈注入设计的可行性。

摘要：超重核的真空衰变对于验证量子电动力学至关重要,由于过去的固定靶实验中,核外电子干扰正负电子对的测量,国际上尚未观测到该现象。提出基于HIAF SRing的并束实验方案,通过^(238)U^(92+)在自由空间碰撞,排除了核外电子的影响。根据亮度理论,结合对交叉角度、Laslett频移和束束相互作用的分析,优化得到1.9×10^(24)cm^(-2)s^(-1)的峰值亮度,基本满足了实验需求。

摘要：BRing是HIAF工程的主加速器,其设计流强为每个脉冲内的粒子数1×1011个(238U34+),为了达到此设计流强,注入增益应达到88倍以上。BRing采用了双向涂抹注入方案,其满足BRing的注入增益要求,同时具有注入时间短和累计束分布较均匀而减小了空间电荷效应的特点。双向涂抹注入方案利用水平和垂直两组凸轨磁铁以及倾斜的静电偏转板,在水平相空间和垂直相空间内同时进行涂抹。为了检验双向涂抹注入方案能否达到BRing的设计要求,利用ORBIT程序对双向涂抹注入过程进行了模拟,模拟结果显示,在单次双向涂抹注入113圈的情况下,注入效率为97.7%,注入增益达到110.3倍,满足了BRing流强要求。累积束的分布相对均匀,空间电荷效应引起的工作点漂移约为-0.02,粒子因共振损失风险很小。针对注入束流偏角、切割板角度、工作点偏差和Bump延时等不同注入参数进行了误差分析,结果显示BRing的双向涂抹注入效率对注入参数偏差的容忍度较高。

摘要：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——CSR-LINAC。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 Me V/u加速到3.71 Me V/u。运用KONUS动力学原理,在满足设计指标的情况下,首先利用Trace Win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。