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不锈钢管道的比放气率研究
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作者 范永山 杜畅通 +6 位作者 张化一 郑曙昕 邢庆子 王学武 闫逸花 王敏文 王忠明 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期797-804,共8页
不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数,降低比放气率是提高真空度的有效方法之一。在西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的重离子升级工程中,重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度(10−10 Pa量级),要求不锈钢管道的比放... 不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数,降低比放气率是提高真空度的有效方法之一。在西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的重离子升级工程中,重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度(10−10 Pa量级),要求不锈钢管道的比放气率不超过1.5×10^(−13)Pa·m^(3)/(s·cm^(2))。文章通过研究降低不锈钢管道比放气率的方法,得到一套不锈钢管道处理方案,使得不锈钢管道的比放气率不大于此数值。降低比放气率的方案包括三个关键问题,即不锈钢材料的选取、真空炉高温烘烤方案选择和加热带烘烤方案选择。论文设计了实验方案,定制加工了四根相同尺寸的不锈钢实验管道,304和316L两种材料各两根,四根管道分为两组分别进行真空炉500℃和950℃烘烤,每根管道做四次加热带烘烤实验,烘烤温度依次设定为150℃、200℃、250℃和300℃,并测量每根管道最终的比放气率。为测量不锈钢实验管道的比放气率,搭建了一套比放气率测试平台。测量结果表明,加工厂家提供的304和316L两种不锈钢材料的初始管道比放气率的大小与材料种类无特定规律;实验中真空炉或者加热带的烘烤均能使比放气率降低1~2个数量级;管道依次进行真空炉950℃烘烤和加热带300℃烘烤之后,比放气率可以达到5×10^(−14)Pa·m^(3)/(s·cm^(2))以下,满足XiPAF重离子升级工程要求。 展开更多
关键词 比放气率 超高真空 不锈钢管道 烘烤温度
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交叉指型磁模漂移管重离子直线加速器设计
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作者 马鹏飞 岳灿彬 +7 位作者 王百川 周浩 杜畅通 郑曙昕 邢庆子 关遐令 王学武 王忠明 《现代应用物理》 2024年第1期92-100,132,共10页
西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的质子同步环改造为质子重离子同步环的需求,采用将电磁四极磁铁安装在漂移管内部的设计方案,完成了1台2 MeV/u的交叉指型磁模漂移管直线加速器(interdigital H-mode drift tube linear accelerator,IH-D... 西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的质子同步环改造为质子重离子同步环的需求,采用将电磁四极磁铁安装在漂移管内部的设计方案,完成了1台2 MeV/u的交叉指型磁模漂移管直线加速器(interdigital H-mode drift tube linear accelerator,IH-DTL)的物理设计和机械设计。建立了使用腔内聚焦散焦周期结构进行横向强聚焦,常规负相位用于纵向聚束的1套动力学设计方法,实现对多种离子的加速,并能在获得较高束流传输效率的同时保持较低的束流发射度增长。DTL动力学计算结果表明:该IH-DTL可将峰值电流强度为50 eμA的Bi^(32+)离子从0.4 MeV/u加速到2 MeV/u,传输效率为99%,横向归一化均方根发射度增长小于10%,可用于加速荷质比在1/2~1/6.5范围内的重离子。 展开更多
关键词 漂移管直线加速器 交叉指型磁模 电磁四极磁铁 动力学设计 束流传输效率 发射度增长
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西安200 MeV质子应用装置开放运行情况及下一步升级改造计划
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作者 王忠明 王敏文 +23 位作者 闫逸花 王百川 杨业 王迪 刘卧龙 王茂成 吕伟 叶文博 卓鑫 赵铭彤 杨馥羽 于俊英 郑曙昕 邢庆子 程诚 姚红娟 张化一 杜畅通 范永山 岳灿彬 刘晓宇 王泽江 王学武 胡闯 《现代应用物理》 2024年第4期10-19,共10页
西安200 MeV质子应用装置是为满足宇航器件空间单粒子效应研究与考核评估而建立的专用辐射模拟装置。该装置采用7 MeV直线加速器作为注入器、200 MeV同步加速器作为主加速器。装置于2014年立项,2020年达到设计指标并正式开放运行,目前... 西安200 MeV质子应用装置是为满足宇航器件空间单粒子效应研究与考核评估而建立的专用辐射模拟装置。该装置采用7 MeV直线加速器作为注入器、200 MeV同步加速器作为主加速器。装置于2014年立项,2020年达到设计指标并正式开放运行,目前已累计运行4000余小时,为30余家用户单位提供了机时,是我国首台满足空间单粒子效应考核指标要求的质子实验装置。下一步该装置计划通过新增一台重离子直线注入器,并对同步环进行少量改造,升级为一台质子重离子通用装置,以更好地满足空间辐射效应研究与宇航器件考核评估需求。本文综述了该装置的束流调试结果、开放运行情况及后续升级改造方案。 展开更多
关键词 粒子加速器 同步加速器 辐射效应 单粒子效应
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西安200MeV质子应用装置的建设及调试 被引量：6
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作者 王忠明 陈伟 +28 位作者 邱孟通 闫逸花 张辉 王敏文 王百川 杨业 王迪 刘卧龙 王茂成 吕伟 赵铭彤 赵晨 魏崇阳 王学武 关遐令 郑曙昕 邢庆子 姚红娟 程诚 杜泰斌 张化一 雷钰 王丹 杜畅通 马鹏飞 刘晓宇 李岩 叶文博 于旭东 《现代应用物理》 2021年第3期11-24,40,共15页
西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)是为满足宇航用核心电子器件的空间单粒子效应研究与考核评估而建立的专用辐射模拟实验装置。该装置采用7 MeV直线加速器作为注入器,200 MeV同步加速器作为主加速器的技术路线。XiPAF引出能量在10~200 Me... 西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)是为满足宇航用核心电子器件的空间单粒子效应研究与考核评估而建立的专用辐射模拟实验装置。该装置采用7 MeV直线加速器作为注入器,200 MeV同步加速器作为主加速器的技术路线。XiPAF引出能量在10~200 MeV之间连续可调,每周期环中累积的粒子数大于1×10^(11),是我国当前已建成的能量最高的辐射模拟专用的质子实验装置,可极大缓解我国单粒子效应实验机时严重不足的局面,在宇航用核心电子器件的空间单粒子效应研究和考核评估方面发挥重要作用,为我国抗辐射加固技术研究及核心器件的自主可控发展提供重要技术支撑。同时,该装置还可用于开展辐射测量与诊断技术、核数据获取、材料辐射效应及生物辐射效应等方面的研究工作,是一个多学科的辐射物理应用与研究平台。 展开更多
关键词 粒子加速器 质子加速器 同步加速器 辐射效应 单粒子效应
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西安200MeV质子应用装置分布式真空系统设计与建设
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作者 闫逸花 张化一 +16 位作者 王茂成 吕伟 王忠明 赵晨 姚红娟 王百川 刘卧龙 王敏文 王迪 赵铭彤 杨业 魏崇阳 陈伟 邱孟通 杜畅通 张京京 杨伟顺 《现代应用物理》 2021年第3期65-72,91,共9页
介绍了西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的真空布局,针对真空中残余气体带来的束流损失开展分析,并利用VAKTRAK对真空分布进行模拟计算。分析及计算结果表明,XiPAF同步环上真空分布较为均匀,整体真空设计满足指标要求。还介绍了XiPAF特... 介绍了西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的真空布局,针对真空中残余气体带来的束流损失开展分析,并利用VAKTRAK对真空分布进行模拟计算。分析及计算结果表明,XiPAF同步环上真空分布较为均匀,整体真空设计满足指标要求。还介绍了XiPAF特殊管道、特殊腔体的处理及连接情况,并阐述了XiPAF真空系统的运行情况。结果表明,真空系统运行良好,可以满足束流运行要求。 展开更多
关键词 质子加速器 真空系统 VAKTRAK XiPAF 束流损失
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西安200MeV质子应用装置负氢离子源及低能束流传输线实验研究
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作者 王百川 王忠明 +15 位作者 刘卧龙 邢庆子 唐若 李岩 马鹏飞 杜畅通 杨业 王敏文 王迪 赵铭彤 赵晨 魏崇阳 王茂成 张辉 闫逸花 吕伟 《现代应用物理》 2021年第3期25-32,共8页
对西安200 MeV质子应用装置的负氢离子源及低能束流传输线(LEBT)进行束流实验测量,实验中通过测量不同螺线管电流下的束流发射度相图分布,得到了离子源出口的Twiss参数;根据Twiss参数设计了尺寸紧凑的单螺线管LEBT进行实验,得到了离子... 对西安200 MeV质子应用装置的负氢离子源及低能束流传输线(LEBT)进行束流实验测量,实验中通过测量不同螺线管电流下的束流发射度相图分布,得到了离子源出口的Twiss参数;根据Twiss参数设计了尺寸紧凑的单螺线管LEBT进行实验,得到了离子源出口的负氢离子束流强度。提出了一种在没有Q/A分析磁铁条件下混合束中负氢离子束流强度的测量方法,该方法通过测定纯电子束和混合束在不同螺线管电流条件下的传输效率,求解得到混合束中的负氢离子束流强度。 展开更多
关键词 负氢离子源 低能束流传输线 XiPAF Twiss参数 传输效率
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