| 题名 | 博士论文-强流低能质子束发射度测量系统研制 |
| 作者 | 孙纪磊 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 唐靖宇 ; 徐韬光 |
| 关键词 | 低能强流 发射度测量 双缝法 EPICS 数据处理 CSNS ADS |
| 学位专业 | 核技术及应用 |
| 中文摘要 | 中国散裂中子源（CSNS）工程是生命科学、材料科学和核物理等诸多学科研究的平台；加速器驱动次临界系统（ADS）是嬗变核废料的有效途径，也是下一代核能开发利用采用的主要技术。本论文结合中国散裂中子源和ADS-RFQ束晕研究工程的需要，设计建设了一套适用于低能强流质子束的发射度测量系统，同时对发射度数据处理方法做了深入的研究，并提出一套新的数据处理方法。这套系统既可用于CSNS离子源试验平台上，又可用于ADS-RFQ加速器上。; 在发射度测量方法上，根据不同类型的束流目前有多种测量方法可供选择。对于电子束流，大都采用CCD成像的方式；对于能量较低的质子束或重离子束，为了提高测量的准确度，一般采用截束的方式对发射度进行测量，如狭缝法、Allison仪等方法。在本论文中，根据实际情况，最终选择了双缝法进行发射度测量。本论文详细介绍了双缝法发射度测量系统的设计和搭建，主要包括三部分内容：探测器硬件系统的选型、设计和搭建，控制及数据采集系统的结构设计、相关设备选型和控制软件的编写与调试，以及测量数据处理软件的编写。; 对于测量探头等硬件系统的搭建，本论文利用ANSYS软件对狭缝靶的不同材料选择进行了分析比较，确定了铜作为狭缝靶的材料；采用法拉第筒作为流强探测器并进行了具体的探头物理设计；根据实际情况，选择了合适的步进电机传动系统，并明确了各部件的主要性能。; 为了方便整个束流测量控制系统集成到今后的CSNS加速器控制系统中，本发射度测量系统的控制采用基于EPICS平台进行建设。论文中详细介绍了在EPICS平台上，IOC的建立和下载过程；根据测量需要，对步进电机控制器、A/D卡等控制组件进行了型号选择，并对各板卡基于EPICS 3.13.8的驱动程序进行了修改；同时还介绍了EPICS系统下SNL控制程序和MEDM控制界面的开发。; 在数据处理软件的研究方面，利用Matlab实现了阈值法和SCUBEEx法的软件编写，在对这二种方法的优缺点进行分析的基础上提出了新的发射度数据处理方法—C-S不变量密度筛选法，并分别利用模拟数据和实际测量数据对上述三种方法进行了分析和比较，比较表明新的发射度分析方法具有较明显的优势。将设计建造的双缝发射度测量系统安装在CSNS离子源试验台上，通过一系列对50keV的H-束流进行了实际测量研究，一方面验证了该测量系统的实用性和可靠性，也为该离子源的性能研究提供了非常重要的手段。实验表明，作为CSNS的预研项目，该H-离子源达到了设计要求和国际先进水平。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 核技术及应用 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210016]  |
| 专题 | 加速器中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙纪磊. 博士论文-强流低能质子束发射度测量系统研制[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011. |
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