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粒子束及加速器技术
HIRFL-CSRE BARRIER BUCKET高频数字低电平系统
周睿怀, 丛岩, 许哲, 王新宇, 付昕, 李世龙, 韩小东
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200357
摘要:
为突破传统束流堆积方式瓶颈、提高重离子流强,兰州重离子加速器冷却储存实验环(HIRFL-CSRe)将采用移动式脉冲堆积方案(Moving Barrier Bucket)。该方案要求高频系统能产生高精度的单正弦电压,然而由于Barrier Bucket(BB)电压的宽带特性以及高频系统的非线性,高频腔内的BB电压存在着严重的失真问题。针对此问题,本文在全面分析了BB电压波形特性以及高频系统的频率响应的基础上,设计了BB电压预失真前馈控制方案,并详细描述了该方案的原理、仿真、软硬件设计以及实际测试结果。研究成果将应用于HIRFL-CSRe的BB束流堆积实验以及十二五强流重离子加速器(HIAF)的BB堆积模式。
用横向反馈系统对上海光源多束团不稳定性的诊断
张宁, 赖龙伟, 袁任贤, 俞路阳
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200212
摘要:
在上海光源二期升级改造过程中,为了解和追踪由阻抗引起的多束团不稳定性变化以及升级后的横向反馈系统对这种不稳定性的抑制效果,在机器研究中利用新反馈处理器的诊断工具对束流不同状态下的横向运动过程进行了记录,分析得到了最主要的横向多束团不稳定模式在束流稳态、注入瞬态以及增长-衰减过程中的变化情况,评估了横向反馈的作用效果,计算出该模式增长率/阻尼率以及增长率与束流的依赖关系。
空间环境地面模拟装置扫描磁铁振动
喻九维, 杨雅清, 吕明邦, 陈文军, 郑亚军, 许小伟, 陆海娇, 潘永祥
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200311
摘要:
研究了近代物理研究所为哈尔滨工业大学(HIT)空间环境地面模拟装置(SESRI)研制的扫描磁铁的振动,通过试验,使用激光位移传感器采集扫描磁铁上关键点的振幅,对比振幅分析影响振动的因素。试验数据显示,当电流为450 A、频率小于140 Hz时,振动平缓;磁铁整体振动随输入电流频率升高与电流增大而增强,电流频率为磁铁振动的主要影响因素;磁铁内带阻尼性材料部分的振幅明显小于其他部分。同时哈尔滨工业大学扫描磁铁采用的线圈铁芯浇筑一体结构设计,振动明显减小。结论证明磁铁机构与工艺的合理设计能有效减振。
基于软核的超导腔失效在线补偿系统的研究
肖麟阁, 戴建枰, 邓子为, 朱航
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200287
摘要:
利用遗传算法较强的鲁棒性以及FPGA在并行计算方面的巨大优势,以中国加速器驱动次临界系统(C-ADS)注入器II的第四个超导加速组元(CM4)为例,开发了超导腔失效在线补偿FPGA程序,并使用束流动力学软件TRACEWIN对FPGA计算结果的可靠性进行验证。然后将其封装为IP核,以更通用的形式在嵌入式Linux系统中使用;同时,针对未来超导腔失效补偿系统的独立性、低延时的要求,应用MicroBlaze软核处理器编译了Linux系统和EPICS组件,在搭建的仿真通讯环境中验证了超导腔失效补偿系统的通信功能。
高功率微波技术
G波段扩展互作用速调管宽带注波互作用系统研究
曾鑫, 曲兆伟, 薛谦忠
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200313
摘要:
扩展互作用速调管采用多间隙分布作用谐振腔和全金属平面结构,互作用电路短、单位长度增益高,其平面化结构特征与现代微加工工艺相兼容,已成为发展太赫兹高功率源的研究热点,进一步展宽扩展互作用速调管放大器的带宽成为拓展其应用的关键技术问题。设计了一种G波段5腔多间隙注波互作用电路,采用参差调谐技术扩展群聚段带宽和滤波器加载技术扩展输出段带宽,通过CST软件对结构参数优化和输出特性模拟仿真,结果表明:在电子注电压19 kV,电流300 mA,输入功率120 mW时,获得输出功率222 W,电子效率3.89%,增益32.67 dB,3 dB瞬时带宽达到了1.5 GHz。
一种高选择性可调带通与带阻可切换滤波器
杨红, 张德伟, 王显, 张俊杰, 周东方, 付宇璠
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200327
摘要:
设计了一种高选择性可调带通与带阻可切换微带滤波器。在微带谐振器及枝节末端加载变容二极管实现中心频率的可调;在输入与输出端口馈线之间,利用PIN二极管实现滤波器阻带和通带特性的切换。采用奇偶模的方法对滤波器结构进行分析,通过对奇偶模频率的调节实现了频率调节过程中的恒定绝对带宽。同时,在输入与输出馈线间引入源与负载耦合,使得频带两侧各有一个传输零点,且传输零点在整个频率调谐范围内相对位置几乎不变。因此,在整个频率调节范围内,滤波器实现了高选择性及良好的带外抑制能力。最终设计出的可调带阻滤波器的频率调谐范围为5.58~5.89 GHz,绝对带宽80 MHz±5 MHz,阻带衰减优于14 dB;可调带通滤波器的频率调谐范围为5.42~5.79 GHz,绝对带宽120 MHz±5 MHz,插入损耗1.69~2.25 dB,回波损耗优于13 dB。同时,该滤波器具有0.28λg×0.62λgλg是可调频率范围中心频率的波长)紧凑的结构尺寸。实验和仿真结果一致较好。
核科学与工程
基于NI COMPACTRIO的晶闸管电源同步信号处理系统
李维斌, 吴一, 任青华, 郑雪, 韩艾玻
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200296
摘要:
HL-2A装置使用脉冲发电机组为装置极向场晶闸管电源供电以驱动线圈负载,晶闸管电源采用相控控制,因此同步信号的质量将直接影响电源的控制精度。HL-2A装置晶闸管电源同步信号取自同步变压器,脉冲发电机组带整流负载的供电方式使得同步信号不仅存在严重的波形畸变,同时还存在同步信号频率在大范围快速变化的特点。根据HL-2A装置晶闸管电源同步信号的特点,采用逐点巴特沃斯滤波器消除波形畸变,并通过实时频率计算和相位重建获得高质量同步信号。基于NI CompactRIO平台设计了晶闸管相控电源同步信号实时处理系统,实验结果,表明该系统可有效解决同步信号畸变严重和频率宽范围快速变化的问题。
放射性同位素伽玛源准直照射辐射场模拟研究
黄宇晨, 钱易坤, 冯鹏, 刘易鑫, 张颂, 何鹏, 魏彪, 毛本将, 朱亚地
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200294
摘要:
针对各向同性伽玛源参考辐射场尺寸关键技术问题,GB-T-12162系列标准虽然进行了相关规定,但是该规定并未对准直照射状态下照射室尺寸提出具体要求。为减小用于辐射检测或监测类仪器仪表检定与量值校准时伽玛参考辐射场内散射影响,本文采用蒙特卡罗方法,研究了同位素放射源准直照射时,照射室尺寸变化对检验点处的剂量率值与能量分布的影响情况,获得了准直照射时伽玛辐射场照射室尺寸的边界条件,建立并完善了伽玛参考辐射场边界研究方法及相关标准细节,为准直照射状态下照射室尺寸设计提供了一种新的方法技术或途径。
脉冲功率技术
基于反激拓扑与RC隔离触发网络的短弧脉冲氙灯电源设计
陈朋, 毛待春, 陈思逾, 陈诺, 张怡龙
, doi: 10.11884/HPLPB202133.200316
摘要:
针对现有的短弧脉冲氙灯电源存在明显的阻尼振荡等现象,提出了一种基于反激拓扑方法与RC隔离触发网络的短弧脉冲氙灯驱动电源设计。驱动电源采用24 V输入,主电压通过反激拓扑结构产生700~1000 V连续可调输出,脉冲触发电压电路采用二级级联升压电路产生5~7 kV脉冲输出,主电压和脉冲触发电压经过RC隔离触发网络后对脉冲氙灯进行驱动点亮。对驱动电源各个模块进行了设计与实现,将RC隔离触发网络仿真与实际触发波形对比,并比较分析了主电压在不同电压下的充放电波形。实验结果表明,所设计的驱动电源点亮短弧脉冲氙灯的成功率达100%,验证了所设计驱动电源的可行性;所设计的驱动电源充放电总时间最大值为5.63 ms,为短弧脉冲氙灯提供了较高的闪烁频率;所设计的驱动电源与文献对比将阻尼振荡范围从32.24%降低到4.7%,有效抑制了放电产生的阻尼振荡,避免对储能电容造成二次充电,有效提高了储能电容及短弧脉冲氙灯的放电次数及寿命。