下载文档原格式
重离子加速器磁铁电源控制系统研制刘伍丰;乔卫民;敬岚;郭玉辉;张世杰;陈天飞;刘楠嶓【摘要】The heavy ion accelerator constrains particles by magneticfield ,and the mag‐net power supply is the important part for making magnetic field .Therefore ,the mag‐net power supply control system needs high efficiency ,high stability and high accuracy . The magnet power supply response operated according to accelerator’s cycle .The mag‐net power supply control system for heavy ion accelerator was developed .The magnet power supply control timing of heavy ion accelerator is consistent with the control cycle of heavy ion accelerator control system .And the synchronous timing system triggers magnet power supply .All control data of magnet power supply (such as synchronous event data and waveform data ) are obtained from center oracle database of heavyion accelerator .Once the synchronous timing system triggers magnet power supply , the magnet power supply controller will read control data from RAM of ARM controller and process it by interpolation to control power supply . The precision of control system synchronization is 1 μs ,and ripple is 100 ppm .It can meet requirement of heavy ion accelerator experiments .%重离子加速器通过一定周期的磁场对带电粒子进行约束，磁铁电源是产生所需磁场的关键部件，因此，要求磁铁电源控制系统具备高效性、稳定性、精确性。
兰州加速器冷却储存环的意义(优选)word资料兰州重离子加速器冷却储存环的科学意义2021-10-28 | 【大中小】【打印】【关闭】1990年代初，随着国际重离子物理特别是放射性束物理的发展，近物所经过广泛调研，提出了在兰州重离子加速器上续建冷却储存环（HIRFL-CSR）的方案，并经过多次论证和优化。
这个方案，将放射性核束与高品质稳定核束技术相结合，将重离子束能量提高到高能低端，在总体设计上确保了CSR在未来一二十年的国际先进性。
“储存”是什么意思呢？简而言之，在有储存环加速器之前的加速器加速的离子（重离子、α粒子和质子）打靶都是“一次性”的，即与靶核发生核反应，研究人员通过探测反应产物来研究原子核；或者入射离子湮没在靶子里，用以研究新材料、培育作物优良新品种，等等。
如果我们用的是很薄的气体靶，入射离子打靶之后，有些离子的形态即能量、方向基本上没有什么变化，让这些离子通过偏转磁铁改变运动方向，比如偏转22.5○，那么，16台这种磁铁沿同一方向偏转，就可以使这些离子偏转360○，即可以回过头来第二次、第三次、……打靶。
这样循环往复，每秒钟可以打靶几百万次、上千万次，相当于把离子“储存”在这种环形加速器的真空管道当中了，达到了提高实验亮度的目的。
当然，这些离子是有一定储存时间的，由于各种原因，它会逐渐损失一部分，我们可以每过一段时间重新注入补充束流。
这就是“储存”最基本的概念。
“冷却”就是在环形加速器的某个直线段中，引入一束能量非常单一、准直得非常好的电子束，我们调节电子束的速度，使其与原来在真空管道中运行的重离子束的速度相等，这时电子与重离子相对静止，相当于重离子处在与其同方向同速度的电子云雾之中一起运动，通过近距离的库仑相互作用，电子吸收了重离子的横向动量，同时压缩了重离子束团的纵向长度。
从热力学的观点来讲，相当于温度很低的电子把温度很高的重离子束冷却了，使其动量分散大大降低，占据的相空间变小，从而可以腾出空间储存更多的重离子束团。
兰州重离子加速器深层治癌扫描电源研究与设计黄玉珍;高大庆;刘云涛;陈又新;张曙;高亚林【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2009(043)009【摘要】阐述了用于兰州重离子深层治癌装置的扫描电源的技术指标和工作原理,为保证该电源输出电流的精度,采用滞环控制策略,将跟踪误差限制在设计要求的误差范围内.研制了1台扫描电源样机,并给出了电路仿真和测试结果.测试结果显示各项指标均达到了设计要求,表明所选电路结构和滞环控制方案是切实可行的.【总页数】4页(P851-854)【作者】黄玉珍;高大庆;刘云涛;陈又新;张曙;高亚林【作者单位】中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】TL503.5【相关文献】1.兰州重离子加速器电源数字调节器性能分析 [J], 王荣坤;黄玉珍;陈又新;高大庆;赵江2.兰州重离子加速器数字脉冲电源同步功能的实现 [J], 王荣坤;陈又新;黄玉珍;高大庆;赵江;周忠祖;闫怀海;燕宏斌;吴凤军3.兰州重离子深层治癌终端脉冲电源研究与设计 [J], 史春逢;燕宏斌;吴凤军;高大庆;赵江4.兰州重离子加速器小功率直流电源数字化方案 [J], 李庆雨;黄玉珍;王荣坤;陈又新5.兰州重离子加速器深层治癌束流线真空系统 [J], 杨晓天;张军辉;蒙峻;张喜平;杨伟顺;郭宗辉;郭迪舟;赵玉刚;胡振军;侯生军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
兰州重离子加速器国家实验室(图)兰州重离子加速器HIRFL总体示意图在电影《非诚勿扰》中，孙红雷饰演的李香山得知自己患上不治之症黑色素瘤后，以自杀的方式结束了自己的生命。
如果该片导演知晓重离子的疗效，这部电影的结局可能要重写。
从癌症治疗，到核物理研究、新核素合成、太空芯片检测……中科院兰州近代物理所(以下简称近物所)的科学家们依托重离子加速器的大科学平台，在西北大地上奏响一曲前沿科学与应用研究的“交响乐”。
“给大象治疗癌症”“我们这个加速器都可以给大象治疗癌症了。
”近日，在兰州重离子加速器国家实验室(HIRFL)，近物所所长肖国青指着一台像CT机一样的白色试验终端向走进中科院大科学装置的记者一行人介绍说。
他解释说，如果重离子达到每核子400兆电子伏特，就可以达到30厘米的穿透力，可以治疗人体深层肿瘤。
而该加速器产生的重离子已达到每核子1000兆电子伏特，穿透力在1米以上。
当前，我国每年新发癌症病例约320万，因癌症死亡约250万。
重离子放射为采用常规放化疗和手术难以治愈的癌症患者打开了一扇新窗户。
“尽管重离子也是一种射线，但是与当前医院里的X射线和γ射线相比，对人体副作用会小得多。
”HIRFL医学物理研究室主任李强告诉《中国科学报》记者。
他解释说，重离子治癌的最大优势来源于倒转的深度剂量分布。
常规射线会随着深度增加呈现指数衰减的形式，而重离子束进入身体后能量损失小，仅在最终停下的位置才会释放大部分能量，形成尖锐的剂量峰“布拉格峰”。
因此，在斩灭“癌魔”的同时，对周围正常组织和敏感器官的副作用小得多。
“重离子只需要X射线剂量的1/3就可杀死癌细胞。
同时，重离子治疗一个疗程只需要几天，最多至12天，远远低于放化疗的一个多月。
”李强说。
据介绍，HIRFL现有深层和浅层治疗两个临床治疗终端，目前共治疗216例病人，包括皮肤鳞癌、基底细胞癌、肺癌、肝癌以及当今医学界最头疼的黑色素瘤，局部控制率在80%以上，使我国成为世界上第四个掌握重离子治癌技术的国家。
·粒子束及加速器技术·HIRFL-CSRE 脉冲堆积式高频数字低电平系统*周睿怀1,2， 丛 岩1， 许 哲1， 王新宇1,2， 付 昕1， 李世龙1， 韩小东1（1. 中国科学院 近代物理研究所，兰州 730000； 2. 中国科学院大学 核科学与技术学院，北京 100049）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，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。
关键词： 移动式脉冲高频； 高频系统； 数字低电平； 前馈控制； 可编程门阵列 中图分类号： TL503.2 文献标志码： A doi : 10.11884/HPLPB202133.200357Barrier bucket digital low level RF system in HIRFL-CSReZhou Ruihuai 1,2， Cong Yan 1， Xu Zhe 1， Wang Xinyu 1,2， Fu Xin 1， Li Shilong 1， Han Xiaodong 1（1. Institute of Modern Physics , Chinese Academy of Sciences , Lanzhou 730000, China ;2. School of Nuclear Science and Technology , University of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100049, China ）Abstract ： To overcome the limitation of the traditional beam stacking method and accumulate the heavy ion beam to higher intensity, Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL) will adopt Moving Barrier Bucket (BB)stacking scheme in Cooling Storage Experimental Ring (CSRe). The amplitude, phase and periodic adjustable BB voltage produced by the Radio Frequency (RF) control system is the core of this accumulation mode. However, due to the wide-band characteristics of BB voltage and the nonlinearity of RF system, there will be serious distortion of BB voltage in RF cavity. Based on the analysis of the characteristics of BB voltage and RF system, the predistortion feedforward control is introduced to eliminate the distortion. This paper describes the mathematical model, simulation,hardware and software design and test results of this method in detail. The results will be helpful to the BB stacking experiment of HIRFL-CSRe and BB stacking mode of High Intensity heavy-ion Accelerator Facility (HIAF).Key words ： moving barrier bucket ； RF system ； digital low level control ； feedforward ； FPGA中国科学院近代物理研究所承担的十二五强流重离子加速器项目（HIAF ）将在SRing 中采用移动式脉冲高频（Moving Barrier Bucket ）堆积方案，该方案克服了传统注入方式由于空间电荷效应所导致的束流损失。
