基于ADL5303的串列加速器缝隙仪前置放大器的研究

1

作者 李昀罡 阚朝新 安广朋 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期36-43,共8页

为了满足串列加速器粒子能量高稳定度的要求,需采用缝隙仪来稳定加速高压的方式,利用缝隙仪高、低能端束流强度的差异反馈稳定头部高压。由于束流变化动态范围较大,在前置放大器中采用对数放大来满足束流强大动态范围的要求。根据串列... 为了满足串列加速器粒子能量高稳定度的要求,需采用缝隙仪来稳定加速高压的方式,利用缝隙仪高、低能端束流强度的差异反馈稳定头部高压。由于束流变化动态范围较大,在前置放大器中采用对数放大来满足束流强大动态范围的要求。根据串列加速器高压稳定系统的实际需要,设计了采用ADL5303的对数前置放大器电路,并对该电路做了仿真和实验测试,得到了理论和实际对数放大曲线。结果表明,对数放大器范围可以从100 pA到1 mA,可以实现大范围束流变化下对高压稳定系统的调节。 展开更多

关键词 静电加速器 能量稳定 高压稳定 缝隙仪 对数放大 差分放大

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CRAFT负离子源中性束注入系统400 keV加速器束流光学特性分析 被引量：1

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作者 崔庆龙 韦江龙 +3 位作者 谢亚红 梁立振 谢远来 胡纯栋 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期70-76,共7页

负离子源中性束注入(NNBI)系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)的组成部分,其目标是开展NNBI相关的科学与工程问题研究,为未来聚变堆NNBI系统的研制与运行积累经验。加速器的束流光学特性决定着最终形成束流的发散性,进而影响... 负离子源中性束注入(NNBI)系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)的组成部分,其目标是开展NNBI相关的科学与工程问题研究,为未来聚变堆NNBI系统的研制与运行积累经验。加速器的束流光学特性决定着最终形成束流的发散性,进而影响着束流在加速器和束线中的传输效率,这对NNBI系统的高功率、高能量、长脉冲运行至关重要。为此,采用IBSimu离子束流模拟程序对目前CRAFT NNBI的400 keV加速器电极系统的物理设计进行束流光学特性分析与评估。目前该套电极结构的设计与ITER负离子源类似,束发散的计算结果满足设计要求。在负离子束流密度较高时(100~300 A/m^(2)范围内),具有更小束发散角;引出距离(5~7 mm范围内)和加速距离(88~110 mm范围内)的适当增加,也呈现出束发散角下降趋势。 展开更多

关键词 中性束注入 负离子源 静电加速器 束流光学 束流发散

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北京大学静电加速器及其应用 被引量：1

3

作者 徐川 付恩刚 +1 位作者 高原 任晓堂 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1096-1103,共8页

加速器在核物理、材料科学、考古等领域都有着广泛应用.北京大学在20世纪90年代左右有3台静电加速器投入运行,分别是1.7 MV串列静电加速器、4.5 MV单级静电加速器和6 MV串列静电加速器.1.7 MV串列静电加速器配备有高频电荷交换负离子源... 加速器在核物理、材料科学、考古等领域都有着广泛应用.北京大学在20世纪90年代左右有3台静电加速器投入运行,分别是1.7 MV串列静电加速器、4.5 MV单级静电加速器和6 MV串列静电加速器.1.7 MV串列静电加速器配备有高频电荷交换负离子源和铯溅射负离子源,可引出从H到Au之间大部分元素的离子,离子能量从几百keV到若干MeV,主要开展室温及高温离子辐照实验、背散射和沟道分析等离子束分析工作.近年,利用离子辐照束线在核材料研究等方面取得了许多重要科研成果.4.5 MV静电加速器端电压在0.7~3.8 MV连续可调,主要加速氢/氦同位素离子,并可通过辐照靶材料产生准单能直流/脉冲中子场.该中子场主要应用于(n,α)核反应截面的测量.近年,基于4.5 MV静电加速器建立了综合离子束分析系统,可进行卢瑟福背散射、核反应分析和粒子诱发X射线分析3种离子束分析方法的综合应用.利用该方法,对Fe合金样品中杂质元素的含量和部分元素的深度分布进行了测量.6 MV EN串列加速器是牛津大学赠于北京大学,为许多基础和应用研究提供了支持,其主要用于加速器质谱、离子辐照以及离子束分析工作,也可以用来对探测器进行刻度.随着现代离子束分析技术和多束离子辐照装置的发展,3台加速器将为科研提供更好的技术支持. 展开更多

关键词 静电加速器 离子辐照 核能材料 离子束材料改性 离子束分析

原文传递

影响静电加速器高压的因素 被引量：3

4

作者 孙振武 李玉晓 +4 位作者 姜胜男 郑世泉 李涛 刘柱华 霍裕平 《高压电器》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期380-382,共3页

研究了机械尺寸,真空,绝缘气体的成份、气压和湿度对静电加速器高压的影响。发现在67～0.1Pa真空下,存在耐压“盲区,”气体的绝缘性能随气压的升高而增强。在0.6MPa以上时,N2和CO2的击穿电压增加趋势逐渐变缓,而混合气体的击穿电压仍呈... 研究了机械尺寸,真空,绝缘气体的成份、气压和湿度对静电加速器高压的影响。发现在67～0.1Pa真空下,存在耐压“盲区,”气体的绝缘性能随气压的升高而增强。在0.6MPa以上时,N2和CO2的击穿电压增加趋势逐渐变缓,而混合气体的击穿电压仍呈直线增加。N2和CO2的比例为802∶0时效果最佳,加入SF6可明显提高绝缘性能,湿度对击穿电压影响不大。 展开更多

关键词 静电加速器 真空 绝缘气体 击穿电压

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高频离子源物理参数对离子束性能的影响 被引量：4

5

作者 孙振武 郑世全 +4 位作者 李涛 姜胜南 李玉晓 刘柱华 霍裕平 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期974-977,共4页

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、... 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. 展开更多

关键词 静电加速器 离子束 离子源 束流 振荡器

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4 MV静电加速器调试中出现的问题及解决方案 被引量：4

6

作者 孙振武 李玉晓 +4 位作者 姜胜南 李涛 郑世全 刘柱华 霍裕平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1117-1120,共4页

4MV静电加速器由高压系统、离子源及束流系统、控制系统和气体系统四部分组成。调试中出现了离子源不起弧、加速管破裂、控制系统失灵和输电带输电能力降低等技术问题,分析了出现这些问题的原因,然后分别采取了相应的措施加以解决:变换... 4MV静电加速器由高压系统、离子源及束流系统、控制系统和气体系统四部分组成。调试中出现了离子源不起弧、加速管破裂、控制系统失灵和输电带输电能力降低等技术问题,分析了出现这些问题的原因,然后分别采取了相应的措施加以解决:变换工作流程,在每次关机前先把引出电压降为零,开机时等离子源起弧后再把引出电压升到预定值;对过渡法兰进行车加工,重新封装;对高压端的控制设备采取屏蔽措施,在输入、输出端使用TVS二极管,对控制软件进行抗干扰设计;对绝缘气体进行循环干燥等。调试出了流强为100μA、能量在3MeV以上的稳定质子流。 展开更多

关键词 静电加速器 加速管 离子源 离子束

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北京大学4.5MV静电加速器核材料辐照系统 被引量：3

7

作者 高原 王建勇 +2 位作者 杨向军 龚建华 路祥臣 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期20-24,共5页

随着我国核电事业的发展,新一代核能系统对材料性能的更高要求已经成为材料科学领域新的挑战,为适应这一需求,为高性能抗辐照核材料的研究和测试提供平台,北京大学4.5 MV静电加速器组在核物理与核技术国家重点实验室的支持下,在原有束... 随着我国核电事业的发展,新一代核能系统对材料性能的更高要求已经成为材料科学领域新的挑战,为适应这一需求,为高性能抗辐照核材料的研究和测试提供平台,北京大学4.5 MV静电加速器组在核物理与核技术国家重点实验室的支持下,在原有束线基础上新增设质子/氦温控辐照系统并投入使用。该系统可进行能量范围在0.7～3.5 Me V内的质子或氦离子辐照,离子流强最高10μA,并可进行最高1 000℃的加热辐照,特别适合开展核能材料的初级快速筛选。此外,4.5 MV加速器与2×6 MV串列加速器联合建设的双束共靶辐照系统也已经整体调试完成,可为材料辐照效应的进一步研究提供良好的实验平台。 展开更多

关键词 静电加速器 核材料 辐照 温控靶室 双束

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北京大学4.5 MV静电加速器核反应分析系统 被引量：3

8

作者 高原 朱吉鹏 +3 位作者 秦利青 肖璇 王宇钢 颜莎 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期906-912,共7页

为满足对聚变堆面向等离子体材料中氘氚滞留问题的研究,北京大学4.5 MV静电加速器在原束线基础上新增核反应分析系统,该系统使用能量0.8～3.6 MeV的H^+、D^+、~3He^+和~4He^+粒子束流,可对核反应微分截面和样品中元素浓度的深度分布进... 为满足对聚变堆面向等离子体材料中氘氚滞留问题的研究,北京大学4.5 MV静电加速器在原束线基础上新增核反应分析系统,该系统使用能量0.8～3.6 MeV的H^+、D^+、~3He^+和~4He^+粒子束流,可对核反应微分截面和样品中元素浓度的深度分布进行测量分析。本文对核反应分析原理、核反应分析系统的设备布局和实验方法进行了讨论,并以D(~3He,p)~4He核反应为例,分析了微分截面计算和样品中氘元素浓度深度分布的数据结果,其深度分辨小于1.5μm,实验误差约为7.5%。 展开更多

关键词 静电加速器 核反应分析 微分截面 元素浓度深度分布

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静电加速器高压的产生、提高、测量与稳定 被引量：1

9

作者 孙振武 李涛 +4 位作者 姜胜南 李玉晓 郑世全 刘柱华 霍裕平 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期4-5,25,共3页

介绍了静电加速器高压的产生、提高、测量与稳定后研究了绝缘气体成份、气压和湿度对击穿电压Ub的影响.发现67～0.1 Pa气压时存在耐压'盲区';Ub随气压升高而增强,＞0.6 MPa后N2、CO2的Ub增加趋势变缓,而混合气体的Ub仍增加较快,... 介绍了静电加速器高压的产生、提高、测量与稳定后研究了绝缘气体成份、气压和湿度对击穿电压Ub的影响.发现67～0.1 Pa气压时存在耐压'盲区';Ub随气压升高而增强,＞0.6 MPa后N2、CO2的Ub增加趋势变缓,而混合气体的Ub仍增加较快,N2:CO2为4:1时效果最佳;加入SF6可明显提高Ub;湿度对Ub影响不大. 展开更多

关键词 静电加速器 绝缘气体 击穿电压 湿度

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用于静电加速器的计算机控制系统 被引量：3

10

作者 孙振武 霍裕平 +1 位作者 李玉晓 李涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期394-398,共5页

为提高静电加速器控制系统的智能化水平,采用PLC以及红外和光纤传输技术,将网络通信融入其中,研制出一套静电加速器自动化控制系统。在阐述该系统结构的基础上,分析了干扰源的类型,对控制系统进行了抗干扰设计。在硬件方面,分别采取限... 为提高静电加速器控制系统的智能化水平,采用PLC以及红外和光纤传输技术,将网络通信融入其中,研制出一套静电加速器自动化控制系统。在阐述该系统结构的基础上,分析了干扰源的类型,对控制系统进行了抗干扰设计。在硬件方面,分别采取限制电晕针位置、使用浪涌电流吸收器、屏蔽、接地以及稳压措施;在软件设计方面,采取互锁保护、软限位、延时器以及诊断保护程序。这样,有效地提高了控制系统的电磁兼容性。目前,该系统工作稳定,除偶尔丢失信号外,未见其它故障发生。 展开更多

关键词 PLC 静电加速器 控制系统 电磁干扰

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RF离子源引出特性的研究 被引量：1

11

作者 孙振武 霍裕平 +1 位作者 李玉晓 李涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1007-1010,共4页

为了使RF离子源具有良好的引出特性，测试了吸极几何参数、振荡器板压和引出电压对离子源聚焦度的影响，对实验结果进行了分析。在其它参数不变的情况下，吸极的外径D与内径d之比存在最佳值，增加D／d，有利于过聚焦的离子束恢复聚焦状... 为了使RF离子源具有良好的引出特性，测试了吸极几何参数、振荡器板压和引出电压对离子源聚焦度的影响，对实验结果进行了分析。在其它参数不变的情况下，吸极的外径D与内径d之比存在最佳值，增加D／d，有利于过聚焦的离子束恢复聚焦状态。吸极的长度为L，石英套管比吸极长l。当l／D增大时，聚焦度上升，引出束流下降。L／d之比减小时，聚焦度增大。当L／d小于4时，聚焦度增加趋势变缓。综合考虑聚焦度、引出束流和气压，D／d，l／D，L／d适宜的选择范围分别为1．6～2．1，0．7～1．1，4～7。增加振荡器功率会使离子束呈弱聚焦，而增加引出电压会使离子束呈过聚焦。振荡器功率和引出电压都存在最佳值。 展开更多

关键词 静电加速器 离子源 离子束 聚焦度

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4MV静电加速器的设计与调试 被引量：1

12

作者 孙振武 李涛 +4 位作者 李玉晓 姜胜南 郑世泉 刘柱华 霍裕平 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 2006年第1期50-54,共5页

介绍了静电加速器的结构以及在调试中出现的一些问题,分析了这些问题出现的原因以及解决办法.在11.5 MPa由氮气、二氧化碳和六氟化硫组成的绝缘气体(其体积比为75∶20∶5)下,离子源在575 V板压、7.7×10-4Pa气压、1.6 kV引出电压和2... 介绍了静电加速器的结构以及在调试中出现的一些问题,分析了这些问题出现的原因以及解决办法.在11.5 MPa由氮气、二氧化碳和六氟化硫组成的绝缘气体(其体积比为75∶20∶5)下,离子源在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,得到3.1 MV、106μA稳定的质子束. 展开更多

关键词 静电加速器 绝缘气体 离子源 离子柬

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一种微米级粒子的静电发射加速装置 被引量：2

13

作者 白羽 庞贺伟 +2 位作者 龚自正 向树红 N.D.Semkin 《航天器环境工程》 2007年第3期140-144,5,共5页

为了研究空间微小碎片碰撞对航天器的影响,国内外研制了各种类型的微小碎片加速器。文章简要介绍了一种很有前景的静电式微小碎片加速器及其关键部件的工作原理、结构特点及适用范围等。

关键词 微小碎片 静电加速器 航天器

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5.5MeV静电加速器的研制和安装 被引量：2

14

作者 詹福如 胡素华 +7 位作者 陈斌 张束清 李军 胡纯栋 余增亮 王绍虎 卞坡 霍裕平 《郑州大学学报（自然科学版）》 CAS 1999年第1期48-51,共4页

本文介绍了一台用于离子束生物工程的５．５ＭｅＶ静电加速器的基本原理、结构和性能，并报道了其研制。

关键词 静电加速器 离子源 加速管 总控系统 安装

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高压直流连续波光阴极注入器中电子束流发射度研究 被引量：2

15

作者 李正红 胡克松 +2 位作者 肖效光 钱民权 刘振灏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期509-512,共4页

　高平均功率自由电子激光研究中,电子束质量是关键。针对高平均功率自由电子激光目标参数,提出了直流高压连续波光阴极注入器,给出了注入器的束流动力学过程。为了降低输出束流横向发射度,采用特殊结构设计的静电加速腔,加速电压1MV,... 　高平均功率自由电子激光研究中,电子束质量是关键。针对高平均功率自由电子激光目标参数,提出了直流高压连续波光阴极注入器,给出了注入器的束流动力学过程。为了降低输出束流横向发射度,采用特殊结构设计的静电加速腔,加速电压1MV,最大加速梯度10MV/m。用PARMELA程序进行了粒子动力学模拟,电子束束团电荷为0.5nC,束团长度10ps时,注入器输出束流归一化发射度均方根值为5.8mm·mrad。 展开更多

关键词 光阴极注入器 静电加速器 高平均功率FEL 电子束发射度

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4MV静电加速器调试中出现的问题

16

作者 孙振武 李玉晓 +4 位作者 姜胜南 李涛 郑世全 刘柱华 霍裕平 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期276-279,共4页

介绍了静电加速器的结构以及调试中出现的离子源不放电、控制系统失灵和加速管破裂等技术问题,分析了出现这些问题的原因以及解决办法,调试出了流强为100μA、能量在3MeV以上的稳定质子流。

关键词 静电加速器 加速管 离子源 离子束

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微陨石撞击下ZrO_2涂层的损伤效应 被引量：1

17

作者 白羽 杨德庄 +1 位作者 刘勇 秦伟 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期669-672,共4页

利用静电式粉尘加速器模拟空间微米级陨石粒子,研究了不同撞击速度下航天器外表面ZrO2涂 层的损伤形式．结果表明,ZrO2热控涂层在空间微陨石的撞击下,涂层表面形成砂蚀损伤,导致光学性能 发生变化．热控涂层表面破坏程度及形式与碰撞速... 利用静电式粉尘加速器模拟空间微米级陨石粒子,研究了不同撞击速度下航天器外表面ZrO2涂 层的损伤形式．结果表明,ZrO2热控涂层在空间微陨石的撞击下,涂层表面形成砂蚀损伤,导致光学性能 发生变化．热控涂层表面破坏程度及形式与碰撞速度有关,ZrO2涂层表面砂蚀损伤是导致涂层光学性能 变化的原因．ZrO2涂层吸收发射比由碰撞前的0．23变为碰撞后的0．75,涂层性质由太阳吸收体向绝对 反射体转变． 展开更多

关键词 材料失效与保护 ZrO2涂层 微陨石 吸收发射比 静电加速器 高速撞击

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基于AVR单片机与USB接口的高速多道核数据采集系统

18

作者 杨全玖 张大伟 +3 位作者 马冰 吕宗芳 赵书俊 吕运朋 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期309-312,共4页

介绍了多个探测通道组成的多道核数据采集系统,对4MeV静电加速器核辐射进行监测防护。各个通道采用AVR单片机ATmega128作为主控制器,通过基于CH375构成的USB接口实现数据传输。经实验测试,该系统采集速度快,死时间小,计数率高。其探头... 介绍了多个探测通道组成的多道核数据采集系统,对4MeV静电加速器核辐射进行监测防护。各个通道采用AVR单片机ATmega128作为主控制器,通过基于CH375构成的USB接口实现数据传输。经实验测试,该系统采集速度快,死时间小,计数率高。其探头部分在更换相应的探测传感器和稍作参数调整后,便可同时探测分析γ、X和快中子等不同的放射性辐射,适用于作为大范围场地的辐射监测系统。 展开更多

关键词 多道核数据采集 静电加速器 AVR单片机 USB控制器

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单粒子微束装置的研究

19

作者 胡素华 吴瑜 +5 位作者 陈斌 李军 张束清 吴李君 王绍虎 余增亮 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第9期741-744,共4页

介绍了一种用于生物学研究中细胞精确定位辐照的装置———单粒子微束装置的研究进展情况和发展目标。

关键词 单粒子微束装置 静电加速器 辐射生物 细胞精确定位辐射装置 单离子诱变

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5.5MV静电加速器终端电压稳定系统 被引量：1

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作者 齐学红 陈连运 詹福如 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1896-1900,共5页

采用对静电加速器终端电压的稳定性进行控制，以提高单离子束流品质。设计了陷波器、低通放大器、带通放大器、误差放大器等信号处理电路。陷波器为双T形结构，其中心频率为50Hz，此频率用以滤除工频干扰。带通放大器的中心频率为35Hz... 采用对静电加速器终端电压的稳定性进行控制，以提高单离子束流品质。设计了陷波器、低通放大器、带通放大器、误差放大器等信号处理电路。陷波器为双T形结构，其中心频率为50Hz，此频率用以滤除工频干扰。带通放大器的中心频率为35Hz，带宽为60Hz。误差放大器输出0～10V的控制信号，控制电晕针放电电流。测试了单离子束能谱和束斑。结果表明：静电加速器终端电压稳定性得到明显改善，其不稳定性小于1％，提高了单离子束束流品质。 展开更多

关键词 静电加速器 终端电压稳定性 旋转伏特计 单离子束

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