摘要：超级陶粲装置(Super Tau Charm Facility,STCF)是前沿的新一代正负电子对撞机,其对高精度、高亮度的要求对加速器技术提出了重大挑战。由于该装置储存环束流寿命极短且动力学孔径较小,为了保证注入效率,需要精确测量注入束团长度及电荷量等参数,从而监测注入过程,这对束流诊断方法及设备提出了更高的要求。基于谐振腔特征模式信号提取直线加速器束流信息的监测技术具备较高的信噪比,且属于非拦截测量,有潜力满足高品质直线加速器的在线高分辨测量需求。本文针对STCF注入器束流参数及测量需求,进行了谐振腔束团长度和电荷量监测器的物理设计与仿真。利用电磁仿真软件CST(Computer Simulation Technology)建模设计了两个Pill-Box型谐振腔,并对其结构进行优化。仿真结果表明,对于束团长度与电荷量的仿真测量误差分别达到3.3%和0.02%,依据同类型谐振腔式探头的在线测试结果,推算该监测器束团长度测量分辨率有望达到100 fs@1.5 nC,电荷量测量相对分辨率好于0.07%,能够满足STCF的束团长度及电荷量的诊断需求,后续将制作实物以进行在线测试。

摘要：辐照型电子直线加速器的应用已经越来越广泛,但是其辐射屏蔽优化一直是需要解决的问题,所以设计出既经济又有效的屏蔽方法是非常有意义的。本文叙述了对一台10 MeV的辐照型电子直线加速器迷道出口的剂量率所进行的经验公式计算和蒙特卡罗(Monte Carlo,Fluka)模拟,结合伽马探测器和微型数据采集器Mini-DDL(Mini Digital Data Logging)的连续实时测量结果进行了对比分析。分析结果显示,只要在迷道门处增加一个拐弯,就增加一次反散射,出口处的剂量率会下降一个量级以上,使其不仅低于剂量限值而且合理地达到尽可能低。这个结果是在基本没有增加额外成本的基础上实现的,符合辐射防护ALARA(as low as reasonably achievable)原则,为以后加速器的屏蔽设计提供了很好的参考。

摘要：SPPC项目对对撞机和高能物理发展有重大意义.作为SPPC注入器链的末端,SS环将质子能量从180GeV加速到2.1TeV,其性能与SPPC束流品质密切相关.为此初步探究了可用于SS环的Lattice结构.首先,讨论了SPPC整体设计需求对SS环填充模式的要求.在此基础上,使用了MADX程序,设计了两种Lattice结构:SSH和SSV,分别用于水平和垂直方向在快轴引出.分析得到SSH和SSV的横向闭轨偏离分别小于0.432mm和0.337mm.目前得到的Lattice结构可以作为下一步研究工作的基础.

摘要：对漂移管周围不同方向剂量水平及其影响因素进行定量评估,有助于对电子辐照加速器主厅内辐射分布建立定性认识。由于加速管沿程束流损失和来自辐照室的透射辐射对加速器主厅的贡献极小,辐照室内经过漂移管外孔隙的散射辐射是加速器主厅的主要辐射源。本文利用蒙特卡罗程序MCNP5对某3MeV高频高压加速器机房进行建模,着重探索不同类型地板圆形通孔对加速器主厅剂量的影响程度。结果表明,通孔直径对垂直方向剂量率的影响极小,而水平方向剂量率随直径的不同而变化明显。对于直径10cm左右的漂移管,通孔采用直径40–60cm圆孔较佳;通孔中采用阶梯型圆台结构不仅节省了加速器轴向高度,更能有效地降低漂移管周围的辐射水平。

摘要：对同步辐射光源不稳定性的监测一直是北京同步辐射装置(BSRF)在运行中急需的技术手段。随着北京正负电子对撞机升级改造工程的不断推进,光源的性能得到了很大提高,对光源不稳定性的监测也提出了更高的要求。一种双楔片型的同步辐射光束位置探测器在北京同步辐射装置上得到发展,并在前端区安装和使用。它可以有效监测同步光束位置的10μm级的变化,为降低光源不稳定性、提高数据质量提供了依据。本文详细描述了双楔片型同步辐射光束位置监测器的设计原理、参数优化以及误差分析,并介绍了这种监测器在BSRF的应用情况。

摘要：基于自由电子激光（FEL）的太赫兹源具有高功率、高效率、波谱范围宽且连续可调、波束质量好等显著优点,目前是获得最高输出功率的方法。紧凑型太赫兹源使整体装置小型化,减少了装置成本和占用空间,但依然可以提供高功率、高品质的太赫兹波束,是一种便利可靠的用户装置。由于空间限制,FEL上的磁铁要尽可能地减小其尺寸,并仍能满足束流参数设计要求。本文设计的四极磁铁磁轭孔径与有效长度,其中2块是64mm×100mm,另外3块是45mm×100mm。这些四极磁铁的磁场梯度可以达到0.6-1.9T·m^-1。采用Poisson和Oprra-3D软件进行四极磁铁的二维和三维仿真计算,设计优化四极磁铁的结构,并测量了加工完成后的四极磁铁的磁场。

摘要：为有效消除波荡器产生的高次谐波的影响,并维持光束线及储存环超高真空环境,根据原子分子物理光束线实际情况,采用二级差分抽气系统及大抽速的差分泵设计了气体滤波器系统。调试结果表明,在滤波气氩气压强PAr99.975%,满足了实验要求。

摘要：双丝型同步辐射光束位置监测器(PBPM)基于光电子发射原理,通过光敏丝探测同步辐射的强度。在扫描模式下可以方便地获得光束的强度分布情况,在静止状态时则可以通过两根丝上光电流大小的相对变化对同步辐射光束的位置进行实时监测。本文介绍了这种双丝型PBPM的原理、设计、参数优化及误差分析,及其在北京同步辐射装置上的应用情况。

摘要：目的比较CT图像引导下的宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量学差异,并为传统的二维腔内治疗点剂量评估提供参考依据。方法回顾分析30例宫颈癌患者手动优化(MO)的后装治疗计划,并在此计划原靶区和危及器官(OARs)勾画、处方剂量等不变的基础上,利用模拟退火逆向优化(IPSA)重新设计治疗计划,并比较这两种计划的靶区和危及器官的剂量学参数及相关性分析。结果与MO计划相比,IPSA计划的靶区剂量参数D90、D100、V100等差异无统计学意义,但膀胱和直肠的D2 cm3、D1 cm3剂量明显降低(P<0.05),治疗时间也稍缩短(P<0.05)。IPSA计划膀胱参考点剂量明显低于其D2 cm3剂量(P<0.05),且与小肠D2 cm3剂量呈正相关性(P<0.05);直肠参考点剂量与直肠、乙状结肠D2 cm3剂量呈正相关性,但与乙状结肠相关性更大(P<0.05)。结论 IPSA计划能提供与MO计划相同的靶区覆盖率,但降低了膀胱、直肠的最大受量;膀胱参考点剂量评估会低估膀胱的真实受量、直肠参考点剂量评估可能会造成乙状结肠超量。

摘要：电子加速器的屏蔽设计主要通过经验公式、蒙特卡罗模拟以及工程实践经验等方法确定。不同经验公式计算结果存在差异,经验公式与蒙特卡罗模拟的结果也存在差异,这将影响屏蔽设计的准确性,需要明确差异的来源并对两种方法进行补充修正。本文以合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)锯齿墙屏蔽为研究对象,说明了不同方法得出的结果有较大差异,通过进一步计算不同能量的电子作用于不同靶产生的剂量分布,分析不同方法计算结果差异的来源并更新了蒙特卡罗模型。利用更新的模型重新计算电子储存环的辐射剂量,并给出了与经验公式计算相近的结果。研究表明,经验公式比蒙特卡罗方法更保守;结果差异主要来源于轫致辐射;可以针对不同的需要使用不同的经验公式。