摘要：设计了一款抗辐射16位25 MS/s流水线型模数转换器(ADC)。根据电容失配等因素确定了第一级4位的流水线结构,并设计了改进的自举开关来提高采样线性度。为了降低系统功耗,设计了一种开关电容动态偏置电路,通过减小放大器的平均电流来降低ADC的系统功耗。为了满足抗辐射的要求,针对电离总剂量效应和单粒子闩锁效应的机理,对电路进行抗辐射加固设计。该款抗辐射ADC在0.18μm CMOS工艺上进行制造,转换器的芯片面积为2.5 mm^(2),经过辐射试验后,在采样率25 MHz、1.8 V电源电压和30.1 MHz正弦输入的条件下,ADC的信噪比(SNR)达到了76.7 dBFS,无杂散动态范围(SFDR)为95.1 dBFS,功耗为38.76 mW,抗辐射能力达到电离总剂量100 Krad(Si)和单粒子闩锁阈值75 MeV·cm^(2)/mg,可满足空间环境的使用要求。

摘要：大型闪烁体γ探测阵列在核物理和核天体物理等领域的实验研究中发挥着重要作用。传统的光电倍增管(PMT)体积较大,对设计带来了诸多限制,进而影响阵列的效率、紧凑性和颗粒度等关键性能指标的提升,可采用体积更小的硅光电倍增器(SiPM)作为替代方案。然而,与PMT相比,SiPM的性能对温度的敏感性更显著,这一效应和闪烁体自身的温度效应相互叠加,进一步增加了探测器的使用复杂性。本工作将6 cm×6 cm×12 cm的大尺寸锗酸铋(BGO)闪烁体和8×8通道的SiPM阵列耦合形成BGO-SiPM探测器,并对其在不同温度下的工作条件进行了测试,确定了其最佳工作电压,得到了最佳能量分辨率。同时,还采用PMT对同一BGO闪烁体进行读出(BGO-PMT探测器)并在相同温度下进行了对比测量。实验结果显示,当温度高于20℃时,SiPM迅速上升的暗电流会导致探测器能量分辨变差;20℃以下,BGO-SiPM和BGO-PMT探测器性能接近,但BGO-SiPM探测器的能量分辨率随温度降低的提升速度略优于BGO-PMT探测器,这主要归因于SiPM暗电流随温度降低而减小。此外,本工作还研究了20℃附近BGO-SiPM探测器峰道址随温度的变化关系。研究表明,大尺寸BGO-SiPM探测器性能相较BGO-PMT探测器具有一定的优势,但峰道址的温度敏感性更强,为SiPM在BGO探测阵列的应用提供重要参考。

摘要：采用气相渗透法测定了Cr18Ni10Ti奥氏体合金管材的氢扩散系数.设计了合适的测试装置,测试温度范围为360-600℃.分别对内表面涂铝及未涂铝的管材样品进行了中、高温度氢扩散系数测试.用有限差分方法计算了管材样品氢渗透曲线和氢扩散系数-特征时间曲线,从而能够处理扩散系数的测试数据.涂铝管材的室温氢扩散系数为5.789×10-20m2/s,氢扩散激活能为8.144×104/mol,分别比未涂铝管材低5-6个数量级和高1倍.

摘要：强流质子直线加速器要求严格控制束流损失和束流发射度增长 .理论已经证明 ,强的空间电荷作用在不同自由度之间的耦合 ,会因为其间的温度差异 ,通过束流的相干不稳定性 ,使束流发射度增长 .因此 ,有必要按照均温的原则设计强流加速器 .但是 ,由于质子直线加速器的各种加速结构均为准周期耦合系统 ,使得均温设计十分繁琐而难以达到完全均温 .我们利用国际上通用的束流动力学软件TRACE3 D ,给它补充了均温设计功能 ,通过与PARMILA程序的配合使用 ,可以方便地在加速器设计中实现均温条件 .本文将介绍我们对TRACE3 D的修改补充 ,并以强流质子直线加速器设计实例 ,说明均温设计的必要性 .

摘要：加速管是一台加速器的核心部分．一般电子辐照加速器的俘获效率在50％左右,一半的电子都损失在加速管内．丢失的电子打在加速管内壁,产生轫致辐射、腔体发热量增加、真空变坏等许多负面影响．采用一段等梯度加速结构,相速沿加速管呈线形增加,调整相速变化规律及加速管腔体的尺寸参数,设计出的加速管最终的俘获效率提高到90％以上,同时平均加速梯度没有因此降低,加速管总长度没有增加．

摘要：在国家"973"计划洁净核能项目的支持下,中国科学院高能物理研究所与中国原子能科学研究院合作,建成了我国首台强流质子加速器。它是1台四翼型结构的射频四极(radio-frequency qaudrupole,RFQ)加速器,这种先进加速结构可为来自离子源的低能强流束提供周期性强聚焦,并同时在纵向对束流进行聚束和加速。我国建成的这台RFQ加速器束流能量为3.5 MeV,脉冲流强达46 mA,束流工作比大于7%。本文将介绍这台RFQ加速器的物理设计、研制、调试和出束实验的结果。

摘要：对揭示元素形成及天体起源具有重要作用的关键低能核反应由于反应截面较小,同时受宇生高能射线影响,在地面环境难以进行直接测量。在极低本底的深地环境中,利用强流离子加速器打靶,进一步提高关心核反应的发生率,就可在地球开展接近伽莫夫能区低能核反应截面直接测量。锦屏深地实验室(CJPL)具有优越的地理环境,可有效屏蔽宇生高能射线。依托CJPL的有利条件,中国原子能科学研究院正在开展核天体物理关注能区核反应直接测量的研究。作为开展实验研究的必要条件,一台低能强流加速装置也在建设当中。该加速装置可产生低能强流的质子束和氦束,最高加速电压400 kV,设计最大束流强度10 mA。本文介绍了用于锦屏深地核天体物理实验(JUNA)的强流加速装置的基本情况,包括加速装置的物理要求、布局及主要设计考虑、束流光学及地面试验进展等。

摘要：本文介绍了锦屏深地强流高压加速器自动控制系统的基本结构、控制软件和安全联锁设计,阐述了该加速器在运行过程中高压打火产生的强干扰影响控制系统和相关设备的正常运行及在调试和实验过程中遇到的问题。通过分析原因,采取各种保护措施提高控制系统的抗干扰能力,确保控制系统和设备运行的稳定性。

摘要：零维系统模型已广泛应用于下一代托卡马克装置设计以及聚变反应堆等离子体性能的预测和分析,但普遍采用物理近似和经验公式会导致较大的系统性误差.本文通过引入等离子体平衡程序使主要等离子体分布参数及其计算基于磁面信息,引入Sauter模型的自举电流系数与碰撞率变化关系改进自举电流计算,利用EAST上的实验结果对改进后的模型进行验证,零维系统模型计算结果与动理学平衡分析结果基本符合.利用改进模型从已有实验结果出发,对EAST上实现500 kA等离子体电流的稳态、长脉冲运行区所需要的加热/电流驱动功率及其能够达到的归一化比压进行了分析和预测.计算结果表明,EAST在7.0—9.5 MW加热/驱动功率,约束改善因子H98为1.25—1.35,归一化密度f_(nG)约为0.9的参数范围内可以实现500 kA等离子体电流且自举电流份额在50%以上的稳态运行;9.5 MW加热/驱动功率,H_(98)为1.0—1.4,f_(nG)为0.8—1.0的参数范围可以实现较高性能的长脉冲或稳态运行.综合来说,提升等离子体约束性能,可在较低的加热/驱动功率下实现同样等离子体参数的完全非感应运行,扩展等离子体运行区,是实现高参数等离子体稳态运行最为有效的途径.

摘要：在设计加速器驱动的次临界系统(ADS)、核废料嬗变装置及钍基熔盐堆时亟需一些关键核数据,当前核数据库受实验条件或中子能区的限制,存在核数据精度不高甚至少部分核素数据缺失的情况。本文综述了国内外相关的核数据研究和相应的白光中子源情况。基于中国散裂中子源(CSNS)的反角通道白光中子源实验终端的中子束流具有非常宽的能谱(0.01eV～200 MeV)和很好的时间特性。模拟得到距靶80m处的实验终端的中子注量率为9.3×106 cm-2.s-1,1eV～1MeV能量间隔内的中子数占总中子数的53%;同时,加速器运行在双束团模式或单束团模式,时间分辨率均在0.3%～0.9%之间,适合开展核数据测量。