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超导腔垂直测量系统中的磁屏蔽

高能物理与核物理 2005年第10期29卷 989-992页

作者：孙虹赵升初葛明骐中国科学院高能物理研究所北京100049

简要介绍空间磁场对纯铌超导加速腔性能的影响,以及在超导腔垂直测量时对空间磁场进行有效屏蔽的方法.由于多数磁性材料对应力和温度变化非常敏感,而且国内缺乏在低温下相关磁屏蔽材料性能的数据,为此对8种国产铁磁和软磁材料在低温下... 详细信息

简要介绍空间磁场对纯铌超导加速腔性能的影响,以及在超导腔垂直测量时对空间磁场进行有效屏蔽的方法.由于多数磁性材料对应力和温度变化非常敏感,而且国内缺乏在低温下相关磁屏蔽材料性能的数据,为此对8种国产铁磁和软磁材料在低温下的初始磁导率进行了测量,并给出了相应的测试结果.最后介绍了作者研制的1.3GHz超导腔垂直测量低温恒温器内置式磁屏蔽装置及其性能.

关键词：磁屏蔽超导腔低温恒温器垂直测量测量系统垂直材料性能空间磁场超导加速腔初始磁导率

PKU-SCAF 1.3GHz超导腔超流氦冷却循环设计及运行温度优化

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核动力工程 2006年第6期27卷 27-32页

作者：杜宏鹏王莉陈安斌哈尔滨工业大学低温与超导技术研究所 150001

超导腔的BCS表面电阻是温度的指数函数,降低超导腔工作温度可以减少超导腔的射频功率损失,但同时制冷设备的效率也会急剧降低。本文以北京大学超导加速器实验装置(PKU-SCAF)1.3GHz的9壳型超导加速腔为例,对1.3GHz超导腔采用的压力为3.13... 详细信息

超导腔的BCS表面电阻是温度的指数函数,降低超导腔工作温度可以减少超导腔的射频功率损失,但同时制冷设备的效率也会急剧降低。本文以北京大学超导加速器实验装置(PKU-SCAF)1.3GHz的9壳型超导加速腔为例,对1.3GHz超导腔采用的压力为3.13kPa的饱和态超流氦冷却循环方案及运行温度进行了分析研究。从提高超流氦冷却系统的制冷系数、降低超导腔的动态损耗出发,通过对5种超流氦冷却循环方案以及超流氦冷却循环的效率和超导腔低温系统的能耗进行数值模拟和分析,得出了适合PKU-SCAF主超导腔的最佳工作温度为1.95K。

关键词：超流氦冷却循环超导腔射频损耗运行温度制冷效率

650 MHz双cell超导腔冷氦气自动降温方案研究

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原子能科学技术 2020年第1期54卷 179-186页

作者：常正则李梅韩瑞雄孙良瑞张祥镇姜永诚桑民敬叶瑞李少鹏葛锐中国科学院高能物理研究所

本文以先进光源技术研发与测试平台(PAPS)中的650 MHz双cell超导腔的降温过程为主要研究对象,采用准则关系式法及计算流体力学方法构建了整体换热模型并编程计算,得到了降温过程中超导腔所需的冷氦气入口腔前参数。根据腔前参数反推流程... 详细信息

本文以先进光源技术研发与测试平台(PAPS)中的650 MHz双cell超导腔的降温过程为主要研究对象,采用准则关系式法及计算流体力学方法构建了整体换热模型并编程计算,得到了降温过程中超导腔所需的冷氦气入口腔前参数。根据腔前参数反推流程,考虑整体布局和局部阻力的损失,计算了兑温阀门开度与腔前参数的对应关系,从而可通过兑温阀门开度时刻表来实现整体降温过程的自动控制。

关键词：加速器超导腔氦气自动降温自动控制

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超导腔垂直测试数字化自激励环路研制

强激光与粒子束 2021年第2期33卷 83-88页

作者：冯立文王芳林林郝建奎北京大学核物理与核技术国家重点实验室北京100871

介绍北京大学垂直测试系统的数字化自激励环路系统,重点分析了实际测试中避免多单元(cell)超导腔模式串扰的方法以及偏离四倍频采样对信号幅度和相位的影响。该系统运行稳定可靠,可有效区分1.3 GHz8π/9模,解决了多cell超导腔测试中模... 详细信息

介绍北京大学垂直测试系统的数字化自激励环路系统,重点分析了实际测试中避免多单元(cell)超导腔模式串扰的方法以及偏离四倍频采样对信号幅度和相位的影响。该系统运行稳定可靠,可有效区分1.3 GHz8π/9模,解决了多cell超导腔测试中模式串扰问题。分析了超导腔自激励环路在垂直测试中的应用,介绍了北京大学垂直测试系统的数字化自激励环路,采用上下变频方案的射频前端和包括有限脉冲响应滤波器的数字算法,系统简洁扩展性强。重点分析了实际测试中避免多cell超导腔模式串扰的方法以及偏离四倍频采样对信号幅度和相位的影响。在多种不同频率超导腔的垂直测试中该系统运行稳定可靠,可有效区8π/9模,解决了多cell超导腔测试中模式串扰问题。

关键词：超导腔垂直测试数字化自激励环路

麦克风效应对CiADS超导腔稳定性影响的仿真分析

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原子能科学技术 2020年第6期54卷 1125-1131页

作者：马瑾颖黄贵荣薛纵横陈奇高郑朱正龙曾凡剑孙列鹏施龙波何源王贤武中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000 中国科学院大学核科学与技术学院北京100049

加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)对质子超导直线加速器提出了高稳定性要求,在工程设计阶段需对直线加速器的各种不稳定因素,特别是对超导腔的麦克风效应的影响进行评估.基于谐振系统的冲击响应模型,发展了一种离散化的电压迭代求解方法,... 详细信息

加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)对质子超导直线加速器提出了高稳定性要求,在工程设计阶段需对直线加速器的各种不稳定因素,特别是对超导腔的麦克风效应的影响进行评估.基于谐振系统的冲击响应模型,发展了一种离散化的电压迭代求解方法,并利用该方法构建了高频系统仿真程序,用于分析麦克风效应作用下超导腔的时变状态.通过仿真,研究了麦克风效应对腔体幅相稳定性的影响及与超导腔的谐振频率、Q值和带宽等参数的关系.结果表明,麦克风效应主要影响超导腔的相位稳定,其影响程度取决于麦克风振荡频率与腔的谐振频率、频率偏移量与腔体半带宽的比值.给出了满足CiADS直线加速器超导腔幅相稳定性指标(0.1%和0.1°)的麦克风振荡强度限值.

关键词：超导腔麦克风效应幅相稳定性仿真

北京大学光阴极注入器3+1/2超导腔机械性能

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强激光与粒子束 2007年第8期19卷 1361-1364页

作者：朱凤全胜文徐文灿赵夔北京大学重离子物理研究所北京100871

介绍了北京大学光阴极注入器的核心部件3+1/2超导腔的机械性能的设计,通过ANSYS和SUPERFISH程序优化加强筋的个数和位置,解决了超导腔在脉冲条件下由于洛仑兹力引起的超导腔失谐以及当超导腔进行低温调谐时场平滑度变化过大的问题,同时... 详细信息

介绍了北京大学光阴极注入器的核心部件3+1/2超导腔的机械性能的设计,通过ANSYS和SUPERFISH程序优化加强筋的个数和位置,解决了超导腔在脉冲条件下由于洛仑兹力引起的超导腔失谐以及当超导腔进行低温调谐时场平滑度变化过大的问题,同时针对复杂超导腔结构进行了低温调谐结构的设计。

关键词：超导腔光阴极注入器洛仑兹力失谐调谐结构

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射频超导腔的低温烘烤研究

高能物理与核物理 2005年第9期29卷 918-922页

作者：郝建奎赵夔朱凤重离子物理教育部重点实验室北京大学重离子物理研究所北京100871

射频超导腔在高场下的Q-slope严重影响到高加速梯度的获得.研究表明100-150℃低温烘烤(Bake)对改善超导腔的Q-slope有比较好的效果.本文在大量超导腔Bake实验的基础上,对Bake进行了系统的研究。研究结果显示,电抛光(EP)超导腔经过Bake后... 详细信息

射频超导腔在高场下的Q-slope严重影响到高加速梯度的获得.研究表明100-150℃低温烘烤(Bake)对改善超导腔的Q-slope有比较好的效果.本文在大量超导腔Bake实验的基础上,对Bake进行了系统的研究。研究结果显示,电抛光(EP)超导腔经过Bake后,平均加速梯度和高Q值(1×1010)时的加速梯度均增加3.5MV/m以上,最大加速梯度时的Q值得到增加,Q-slope得到改善.对Bake温度的研究表明,在最佳Bake温度范围内,高的Bake温度能得到相对高的Q值.对比化学抛光(BCP)和EP超导腔可知,要得到好的加速性能,需要60～80μm的EP.超过10-15μm的BCP会使EP超导腔品质下降.用氧扩散模型对Bake作出了解释.

关键词：超导腔 Q-slope Bake 电抛光低温烘烤射频加速梯度温度范围高Q值化学抛光

700MHz单cell超导腔洛伦兹力失谐分析

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高能物理与核物理 2005年第4期29卷 413-417页

作者：葛明骐赵升初中国科学院高能物理研究所北京100049

着重论述了超导腔的洛伦兹力失谐,并对704MHz/β=0.45单cell纯铌超导腔进行了静态洛伦兹力失谐分析和动态洛伦兹力失谐分析,对增加其机械稳定性的方式方法进行了讨论和计算,给出了其相应的加固方案.

关键词：洛伦兹力 cell 超导腔失谐机械稳定性方式方法加固方案铌

用于高平均功率自由电子激光器的DC-RF超导腔注入器

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高能物理与核物理 2001年第8期25卷 787-792页

作者：胡岩乐赵夔陈佳洱张保澄郝建奎王莉芳北京大学重离子所北京大学技术物理系北京100871

北京大学超导加速器实验室提出了新型DC RF超导腔注入器的设计方案 .该注入器由皮尔斯引出结构、1 +1 /2超导腔组成 ,可以提供高品质的、CW模式或高占空比 ( 1 %以上 )的电子束 .对该注入器进行了分析计算和设计研究 ,通过改变超导腔首... 详细信息

北京大学超导加速器实验室提出了新型DC RF超导腔注入器的设计方案 .该注入器由皮尔斯引出结构、1 +1 /2超导腔组成 ,可以提供高品质的、CW模式或高占空比 ( 1 %以上 )的电子束 .对该注入器进行了分析计算和设计研究 ,通过改变超导腔首腔腔形以增加聚焦效果 ,采取措施缩短阴极到超导腔的距离 ,从而有效地抑制束流发射度的增长 .用PARMELA对该注入器进行束流动力学研究 ,以确定皮尔斯引出结构的形状以及超导腔的同步相位 .计算结果表明这种用于高平均功率自由电子激光的注入器的设计方案是可行的 .

关键词：注入器超导腔高平均功率自由电子激光器皮尔斯引出结构