1 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
2 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
3 中国科学院大学,北京 100049
中国散裂中子源的强流质子加速器采用剥离注入的方式,碳膜将H−剥离两个电子后变成质子,多圈涂抹注入到快循环同步环加速中,并加速至1.6 GeV。为了精确测量剥离膜的剥离效率并研究不同厚度剥离膜的使用寿命,在I-Dump束线上新研发并安装了一套束流流强探测器(H0CT),用于测量未完全剥离的H−和H0(H−被剥离一个电子)粒子。为了测量μA级束流,H0CT弱流强测量系统的研制考虑了外部干扰,配合探头、线缆及电子学低噪声的抗干扰设计,将环境噪声及干扰的影响降至最低,提高信噪比,实现了μA级脉冲电流的测量。
CSNS H0CT 脉冲流强测量 μA级 CSNS H0CT pulsed current measurement microampere 强激光与粒子束
2023, 35(2): 024004
强激光与粒子束
2021, 33(11): 114002
强激光与粒子束
2021, 33(9): 094006
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 东莞中子科学中心 加速器技术部, 广东 东莞 523803
介绍了束流损失测量系统探测器的选型、前置放大电子学的功能、数据采集系统的硬件配置及本地站显示界面, 着重介绍了本系统在加速器不同能量段的束流调试中的应用。DTL低能段成功观测到了束流损失, 针对RCS段脉冲高功率设备, 对本系统的干扰提出了解决方案, 便于加速器调束时区分干扰与束损, 针对RTBT微脉冲大信号的束损进行了积分展宽, 满足数据采集系统带宽需求。
强流质子加速器 束流损失 探测器 前置放大电子学 数据采集 用户界面 high-currentprotonaccelerator beam loss detector preamplifier data acquisition user interface 强激光与粒子束
2019, 31(1): 15102
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 东莞中子科学中心, 东莞 523803
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。
中国散裂中子源 输运线 束测 束流位置测量 条带式 奇异值分解 CSNS LRBT beam diagnosis beam position monitor stripline SVD method 强激光与粒子束
2019, 31(6): 065104
1 中国科学院 高能物理研究所, 广东 东莞 523803
2 东莞中子科学中心, 广东 东莞 523803
在中国散裂中子源工程中, 快循环同步加速器负责将剥离注入的能量为80 MeV的质子束加速至1.6 GeV后引出。在快循环同步加速器上共安装了两台壁电流探测器, 用来观测束流从注入至引出过程中束团在时域上的变化情况。详细介绍了壁电流探测器在陶瓷间隙、磁性材料和匹配电阻等方面的设计考虑, 以达到带宽满足百kHz到30 MHz的设计目标, 并对实际带束流测量结果进行分析讨论。经实际在线运行测试, 此壁电流探测器完全满足束流调试及运行需要。
壁电流 纵向束团测量 宏观包络 单束团 快循环同步加速器 wall current monitor longitudinal measurement macro envelope single bunch rapid cycling synchrotron 强激光与粒子束
2018, 30(12): 125103
1 中国科学院 高能物理研究所 东莞分部, 广东 东莞 523803
2 东莞中子科学中心, 广东 东莞 523803
3 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了中国散裂中子源(CSNS)直线加速器(Linac)采用的自主研制的束流变压器(BCT)系统。根据CSNS Linac的束流参数、加速器管道的横向孔径和纵向空间,专门设计了BCT进行束流宏脉冲流强的测量。在CSNS Linac试运行阶段成功地测量到了负氢粒子束流的宏脉冲信息,给调束运行提供了有利的保障和支撑。
束流流强 宏脉冲 束流变压器 磁环电感 中国散裂中子源 beam current macro-pulse beam current transformer toroid inductance China Spallation Neutron Source 强激光与粒子束
2018, 30(7): 075101
1 中国电子科技集团公司 第三十八研究所, 合肥 230088
2 中国科学院 高能物理研究所 东莞中子科学中心, 广东 东莞 523803
采用欠采样技术为中国散裂中子源(CSNS)直线加速器研制了全数字化束流相位测量电子学系统。介绍了该系统的测量原理、整体设计情况, 并进行了实验测试。测试采用324 MHz,100 mVpp的正弦信号,测试结果显示相位分辨率优于0.1°,通道间相位不一致性可控制在±0.2°以内,满足设计指标要求。
束流相位测量 欠采样 中国散裂中子源 beam phase measurement sub-sampling ADC ADC China Spallation Neutron Source(CSNS) 强激光与粒子束
2017, 29(6): 065106
针对中国散裂中子源快同步环上束团纵向长度和束流强度的测量工作以及“973”束流损失控制实验课题中束团时间结构的测量工作,研制了用于上述两台质子加速器的壁电流探头。介绍了使探头达到足够的带宽所做的改进工作。用高频电磁场仿真软件对探头的性能进行了模拟,验证了适用于壁电流探头的一些理论模型和加入屏蔽腔对探头高频响应曲线产生的影响以及做出相应的改进后所带来的效果。对实物探头的性能进行了测量实验,发现测量系统自身的不匹配对实验结果产生了影响,改进匹配后得到探头的幅频响应曲线在300 kHz~2 GHz的频率范围内基本保持一致。时域上对500 ns脉冲矩形波的测量结果也显示出探头良好的低频响应。
壁电流探头 束团长度 仿真 幅频响应 wall current monitor bunch longitudinal length simulation amplitude frequency response
针对一台用于加速器驱动洁净核能源系统研究、高占空比的强流质子加速器,开展强流质子直线加速器束晕产生的研究工作,其中的束流剖面分布特别是束晕部分测量的束流诊断系统是研究工作的核心内容。束晕的产生在低能量段尤其重要,且对整个直线加速器的设计有重要影响。介绍了研究束晕增长的束流输运线和测量系统的布局设计,并根据所研究的加速器束流的情况进行束流剖面探测器和束晕测量的设计和预研,包括丝靶材料的模拟计算和选择、机械驱动的控制系统设计和研究、前端模拟电路的设计和仿真模拟、以及整个系统与EPICS和VxWorks的计算机控制接口等。
强流质子加速器 束流剖面分布 束晕 丝靶 步进马达 前端模拟电路 high-intensity proton accelerator beam profile beam halo wire scanner stepper motor analog front circuit