1 MeV介质壁加速器束流特性模拟研究及分析

采用自主研发的电磁粒子模拟软件对1 Me V介质壁质子加速器进行数值仿真,并分析了介质壁加速器加速场和束流特性。模拟结果表明:加速场轴向呈现匀强特性,径向电场呈现先压缩后发散;质子束团在加速段入口处横向聚焦,出口处横向发散,即需要设计外聚焦系统;输入质子束束流在30 m A、初始能量40 ke V以及加速电压300ke V时,能得到0.935 Me V质子束,在加速器出口后端束流呈现先增加后减小的规律,且在出口端5 cm处、脉冲下降沿来临时刻,能得到1.2 A的最大束流。     

静电加速器用高频离子源的设计与调试

设计和调试了一台4MV静电加速器用高频离子源;研究了诸因素对离子源起弧的影响;测试并分析了束流与振荡器板压、离子源气压和引出电压的关系;在580V板压、8×10-4Pa气压1、.65kV引出电压和21kV聚焦电压的状态下,得到了束流为178μA的稳定离子束.     

条形射频源大口径离子束刻蚀机性能(英文)

针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点,实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能.利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度,通过控制气体流量、调节加速电压等,得到了纵向束流密度±5.3%均匀性的较好结果.刻蚀实验表明40 cm长度范围刻蚀深度均匀性为±5.4%,同时具有较好的束流稳定性.添加束阑,并结合掩模修正束流,会得到更好的束流密度与刻蚀深度均匀性.     

二级透镜聚焦离子束系统及其对中方法

介绍了一台使用液态金属离子源的二级透镜亚微米聚焦离子束系统。系统使用了可以微动的针尖以及电可调现场可变束径束流技术，在加速电压为１５ｋｅＶ，束流为３０ｐＡ时，束径可达到１００ｎｍ。在系统设计时，提出了逐级可测性原则，并在设计结构时同时设计一套科学的调整方案，使二级透镜系统的对中调整更加迅速可靠。探讨了一种新的对中判断方法，称为漂移法，就是在保证光阑孔和透镜光轴合轴很好的情况下，聚焦电压偏移一定量时像点位置的漂移最小时物点离轴最近。漂移法比常用的束径最小法更加灵敏、可靠。     

诊断中性束热量测试系统的设计与实现

文章论述了利用Sensoray 2600系列智能模块开发DNB热量计测试系统,以及对注入中性粒子束流功率和束分布测量的工作原理.该系统将使从DNB装置中引出的束流的功率和束分布得到准确测量,以达到对中性束注入器装置放电过程的精确控制,指导对束线工作参数进行优化选择,从而得到高品质的束流.     

提高高频离子源性能的研究

研制了一台4MV静电加速器用高频离子源;测试并分析了振荡器板压、离子源气压和引出电压对离子束品质的影响;在575V板压、7.7×10-4Pa气压、1.6kV引出电压和21kV聚焦电压的状态下,得到了束流为169μA、质子比为88%的稳定离子束.     

高频离子源物理参数对离子束性能的影响

作者从静电加速器用高频离子源的结构出发,通过实验台上的调试,测试并分析了振荡器板压、气压和引出电压对离子束性能的影响.结果表明,在575 V板压、7.7×10-4Pa气压、1.6 kV引出电压和21 kV聚焦电压的状态下,可得到束流为169μA、质子比为88%的稳定离子束.     

用于AMS的RFQ加速器能散问题研究

将 RFQ 作为加速器质谱系统(AMS)的加速器是AMS小型化的一条可能途径,减小 RFQ 加速器的输出束流能散是实现这一途径的关键.对 RFQ 加速器成形段部分对束流输出能散影响的分析表明,在减小调制系数、极间电压、同步相位,使各参数匹配的同时,适当地增大纵向聚焦力可显著降低 RFQ 输出束流能散.利用变参量 RFQ 动力学模拟程序 RFQDYN 进行模拟优化,得到输出束流能散为0.4%的 RFQ 加速器物理设计.     

回旋加速器D电压的微机控制与实现

回旋加速器Ｄ电压的微机控制与实现廖品云（原子核科学技术研究所）在我所１．２ｍ的回旋加速器中，其带电粒子束流的加速过程如图１所示．从图１可见，图１Ｄ电压加速束流示意图Ｄ形盒上的高频电压就是粒子束流的加速电压；束流的大小和束流每圈之间的螺距与Ｄ电压成正比...     

AuSi 液态金属离子源

为了进行Ｓｉ聚焦离子束微细加工技术的研究，研制了ＡｕＳｉ液态金属离子源制备设备及其分析设备，制成了实用化的ＡｕＳｉ合金源，得到了制备该合金源的成熟工艺，利用Ｅ×Ｂ质量分离器分离出Ａｕ和Ｓｉ离子束，对源的一些特性如电流—电压曲线、加热功率—发射电流曲线、束流质谱及源的寿命作了分析。该源结构采取同轴针型，合金槽的材料为钼，发射尖为钨丝。源正常工作时的加热方式为间接加热式。该源与带质量分离器的聚焦离子束系统结合，将迈开亚微米Ｓｉ离子束加工的第一步。并为今后研究其它合金源提供经验。     

氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

IGBT三点式逆变器电压空间矢量控制方法

介绍了三点式电压型逆变器基本工作原理，。分析了电压空间矢量控制方法，给出了实验波形，阐述了控制中点电位偏移的控制方法，并给出了仿真结果。     

光学相控阵相位驱动电路的设计与实现

为了驱动光学相控阵(OPA: Optical Phased Array)实现全固态激光雷达的光束扫描,设计并实现了两种用于OPA相位控制的驱动电路,其中包括电流源驱动和电压源驱动两种驱动电路.采用PC(Phase Control)端的上位机软件控制连接到电流源或电压源的单片机,对OPA各路相位控制端的电流或电压进行调节,改变OPA远场光束主极大的位置,从而达到光束偏转的目的,实现光束扫描.分析了多通道、高功率、高精度、宽范围的电流源和电压源的驱动原理,完成了系统的软硬件设计与实现.最后进行了误差与线性度测试和OPA相位控制实验,结果证明了该驱动电路的可行性与正确性.提出的两种OPA相位控制电路原理简单、稳定性强、方便实用,在高精度OPA相位控制方面具有一定的应用价值.     

带电粒子束在真空中传输时的扩散研究

根据相对论力学对带电粒子束在其自生场作用下通过外层空间的真空中传输时束的扩散进行了研究。提出了一种计算粒子束径向半径扩散的方法;计算并讨论了粒子束类型、能量、流强和出口初始半径等各种因素对束扩散的影响;得出了尽可能减少粒子束扩散的束参数,所得结果同现有公布的数据相符合。     

高压脉冲作用下水中硬岩的电场特性研究

高压脉冲液相放电由于其众多优势,广泛应用在岩石的破碎、石油开采、污水治理等领域.本文通过推导等效放电回路方程,得到放电电流及达到峰值电流的时间表达式,从而在COMSOL Multiphysics中定义脉冲电压,并将其加载在仿真模型的高压电极上.模拟仿真硬岩矿物组成、粒径、电极距离对电场强度和分布特征的影响.结果表明电场强度高度依赖矿石的电学性质、进料粒径、以及矿粒的位置.矿粒的介电常数差异越大,电场越强,分布越不均匀;电场强度向矿石边界转移,体现了电破碎的选择性破碎的机理,以及最大场强随着矿粒尺寸呈指数减小.     

Monte Carlo方法用于就地γ辐射源项调查与剂量评估

基于Monte Carlo通用软件EGS4,开发了用于就地γ辐射源项调查与剂量评估目的的Monte Carlo应用程序Sterm-MC。该软件运行于Windows 98操作系统,具有图形化用户界面,主要由探测器特性数据库、源描述模块、几何描述模块、谱模拟分析、源项与剂量估算等模块组成。它可以对高纯锗(HPGe)、碲锌镉(CdZnTe)两种半导体探测器提供多种源、几何条件下的无源效率刻度;同时依据无源效率刻度数据,进行辐射源项反算与剂量估算。结合物理实验对Sterm-MC进行验证后,该软件已在中国某核电站检修期间的职业照射源项调查中得到了应用,所验证的探测器包括N型、P型两种同轴型高纯锗探测器和碲锌镉探测器。     

电感耦合式射频离子源放电与引出特性实验

为研究电感耦合式射频离子源性能受离子束流、功率强度、工质流量和栅间电压的影响,以束流直径11 cm射频离子源为对象,完成了射频离子源点火起弧关键物理参数的设计和选择,设计并搭建了电感耦合式射频离子源性能试验系统,通过试验研究了射频放电中离子束流、射频功率、工质流量、栅间电压之间的规律。结果表明:射频离子源试验系统设计合理,能够可靠稳定地工作,真空度低于1. 0×10~(-3)Pa的氩工质条件下离子束能量大范围独立可调,在100～1 500 eV范围引出80～460 mA的离子束流,当工质流量一定时,离子源离子束流随射频功率的增大以1 mA/W比率增加,射频功率一定时,离子源束流强度随工质流量增大,在20 sccm时,离子源束流强度至稳定值或者略微增加,合理控制离子源工作参数可以提高离子源工作性能和效率。     

合肥光源束流能量标定装置

为在合肥光源储存环上利用共振退极化的方法建立一套测量电子能量的装置，计算了储存环电子束流建立极化的时间、退极化场的分布、激发条带的功率以及退极化时间，并且利用束损系统测量了由于耦合度和腔压变化造成的束流托歇克的变化，以期用现有的束损系统监测退极化造成的束流托歇克的变化．     

Design of a compact C-band high brightness photoinjector for an ultra-fast electron diffraction

A compact C-band high brightness photoinjector for ultra-fast electron diffraction （UED） is under development at Tsinghua Uni- versity. The C-band photoinjector, operating at 5.172 GHz, uses a 1.45-cell C-band RF gun as the electron source. The design of the RF gun has addressed the physics, beam dynamics and mechanical aspects, and based on these design studies, a prototype has been fabricated. In order to obtain optimized performance for the UED, beam dynamics simulation has been carried out using the particle tracking code Astra for the photoinjector consisting of an alternative multi-cell RF gun design and a C-band compressor downstream. The beam dynamics parameters that are optimized include the bunch length, peak current, horizontal emittance, and position of the minimum bunch length.     

等离子体离子源磁场分布数值计算

在离子源的设计中，为了减少等离子体的器壁复合损失，经常采用磁场对等离子体进行约束；但磁场分布的复杂性，给实际测量带来了困难。介绍采用磁荷法对低能辐照离子源中磁场分布进行计算，给出了计算结果，并讨论了误差可能产生的原因及其影响。计算结果对于离子源设计中的阴极热电子发射、离子束有效引出面积确定体的有效约束等重要问题有一定参考价值。