摘要：漂移管直线加速器(DTL)是中国散裂中子源(CSNS)直线加速器的主要部分,负责将脉冲流强为15mA的负氢离子从3 MeV加速到80 MeV,再注入到快循环同步加速器(RCS)中实现进一步加速。CSNS DTL由4节长度约9m的RF腔体组成,单节RF腔体由1台3MW的速调管提供功率。每节腔体又分为3段长约3m的机械腔体以便于加工和安装。DTL腔体和漂移管的研制是整个CSNS直线加速器的关键。本文介绍了CSNS DTL研制过程,包括国内首次在强流质子加速器RF腔内表面进行高导无氧铜电镀、新型磁铁线圈的研制、小孔径磁铁的高精度测量等。加工及测试结果均满足CSNS的设计要求。

摘要：详细分析了中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)直线加速器前端离子源引出电源工作原理,针对设计指标要求,提出了一种由40个功率MOSFET管串联组成的高压调制电路方案。在引出脉冲电源系统中对多个MOS管串联存在的问题,包括MOS管串联均压、保护电路、MOS管驱动信号一致性等关键问题进行了分析研究,并给出了有效的解决办法。最后在一台输入为AC220V、脉冲幅值25 k V、脉冲电流600 m A、平均功率为375 W输出的试验样机上验证了理论分析的正确性。经测试,实验结果表明离子源引出脉冲电源满足各项设计指标要求。

摘要：为满足硼中子俘获治疗试验装置(BNCT_A)RFQ加速器腔耗420 kW、占空比50%的需求。为BNCT_A RFQ加速器设计了一款高功率耦合器。该功率耦合器包含WR2300矩型波导转3-1/8英寸同轴门钮结构、波导窗、功率耦合装置3个部件。波导窗采用同轴扼流结构型式,功率耦合装置采用磁耦合环结构。整个功率耦合器采用分段设计的原则。矩型波导转同轴结构和陶瓷窗分别通过Microwave Studio(MWS)优化仿真,得到陶瓷窗的驻波比(SWR)达到1.0009@352.2 MHz,带宽大于±58 MHz@SWR≤1.1 MHz。用多端口换算理论确定了耦合环耦合度,并用能量衰减法确定耦合环的尺寸。从热学和结构力学方面校核了该功率耦合器的功率容量,在50%占空比下,单个功率耦合器最高峰值功率可达260 kW,4路功率耦合器最高峰值功率可达1 MW。经过实际高功率测试,目前入腔功率484 kW,占空比达到10%,并具提升峰值功率及占空比的能力。

摘要：介绍了针对中国散裂中子源(CSNS)的直线到环输运线(LRBT)所设计的条带式束流位置测量(BPM)系统,探头方案以条带式电极为基础进行物理设计及参数优化,并通过机械标定减少机械加工误差,电子学选用商用数据处理方案。此系统在加速器实际运行中有效提供位置信息,对在线测量数据采用奇异值分解(SVD)进行分析,根据分析结果,对束流轨道测量的精度达到预期设计目的,满足物理调束需求。

摘要：高性能的加速器对运行的可靠性和稳定性提出了更高的要求,而加速器庞大的设备数量、极高的设备精度及性能导致对外部干扰非常敏感。为实现加速器长期、高效、可靠的运行,故障快速定位、诊断和恢复对现代加速器控制系统至关重要。目前,在加速器运行过程中,常规保存的历史数据可以判断和处理大部分一般故障。但对于类似高频、束测元件等快电子学引发的瞬态故障,由于常规方式保存的历史数据时间粒度不够,导致无法对这类快速故障过程进行有效分析。因此,有必要通过技术手段完整地记录故障发生时刻前后一段时间设备的状态及参数,保存高真实的现场“快照”。本文设计了一种基于高时间相关性和高时间分辨率的加速器故障分析系统,并进行了样机实现。该样机基于事件定时系统实现了同步精度好于16 ns的全局时间戳,采用同步触发的方式进行数据获取,并利用EPICS 7的规范类型进行数据组装和发布。样机实验结果表明,利用获取到的高精度时间数据,可区分不同设备发生故障的先后顺序,验证了故障分析系统的可行性。

摘要：快循环同步加速器(Rapid Cycling Synchrotron,RCS)对谐振电源系统有严格的要求,本文介绍了一种以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)为核心的谐振网络保护系统的软件设计和实现,用于RCS电源系统负载网络。以PLC为核心,通过对相关数据的采集、调理、判断,实现对负载网络设备状态的实时监测,并及时、准确地将故障信息发送至相关电源。同时,通过对人机交互界面(Human Machine Interface,HMI)的开发,使系统具备状态显示、故障查询、系统复位等功能。针对系统要求,在保证系统可靠性的前提下,尽可能缩短保护系统响应时间。模拟测试结果表明,系统能够及时、准确处理故障状态,最大响应时间约16 ms,满足设计要求。

摘要：微小角中子散射(Very Small Angle Neutron Scattering,VSANS)谱仪是结构校准的有力工具。为了保证中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)VSANS谱仪的运动部件满足重复定位精度优于±2μm的要求,设计了基于实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)软件架构的运动控制系统方案,并搭建了相应的运动控制系统样机。该样机使用步进电机、绝对式光栅和Beckhoff嵌入式控制器,实现了对平移台位置的全闭环控制。测试结果表明:该样机的重复定位精度优于±2μm,且具有稳定可靠性高的特点,很好地满足了CSNS VSANS谱仪的需要。

摘要：介绍了北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)储存环的准直测量方法和数据平差处理方法,并对2006-2012年隔年储存环控制点的点位中误差进行了计算和分析,其绝对点位中误差在储存环的平面径向和切向的几何平均值均在0.10 mm以内,高程方向在0.25 mm以内,相对点位中误差在平面径向、切向和高程方向的几何平均值均在0.06 mm以内,可为其它加速器装置控制网的设计和测量提供参考。

摘要：中国散裂中子源加速器质子束流加速能量为1.6GeV,重复频率为25 Hz,撞击固体金属靶产生散射中子,一期工程的打靶束流功率为100kW。直线加速器的设计束流流强为15 mA,输出能量为81MeV。射频加速和聚束系统包括一台射频四极场加速器、中能束流传输线的两个聚束器、四节漂移管直线加速器加速腔和直线-环束流传输线的一个散束器,与之相对应,共有8个单元在线运行的射频功率源为其提供所需的射频功率。目前,直线射频功率源系统预研项目已全部完成,各项性能参数均已达到设计指标,当前正处在批产安装调试阶段。

摘要：详细分析了中国散裂中子源(CSNS)直线加速器低能端预切束电源工作原理。切束束团上升沿和下降沿的快慢是衡量切束电源性能好坏的重要指标,经过研究,研制了一台脉冲幅值6kV,前后沿纳秒级的切束腔电源,应用纯硬件电路代替软件的方法实现高频和低频定时信号的同步和与处理,使该电源输出稳定可靠的高压脉冲。该电源基于直流高压加快速高压开关的设计方案来实现高压、高重复频率及纳秒级快沿的脉冲输出,具有多脉冲和单脉冲两种工作模式,满足了直线加速器单束团和多束团注入到快循环质子同步加速器(RCS)的要求。CSNS直线加速器切束实验的结果表明,切束电源满足各项设计指标要求。