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首届粒子加速器真空、低温技术研讨会

召开年：2009
召开地：三亚
出版时间： 2009-09-19

主办单位：中国物理学会

会议文集：首届粒子加速器真空、低温技术研讨会论文集

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1.上海光源低温系统的设计与建设
- 许皆平;徐俊杰
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：根据上海同步辐射装置(“上海光源”)超导高频腔对低温的要求，进行了低温液氦系统的设计与建设，最终达到了预期的制冷功率，并且在带上三台超导腔负载后连续无故障运行十个月。
2.BEPCII低温系统可靠性改进的方案
- 何昆;李少鹏;桑民敬;郭连生;边琳;张卓;王国平;肖剑
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：BEPCII低温系统每年连续运行10个月，对设备的可靠性要求较高。在建设期间由于经费比较紧张一些关键设备没有备机，对于系统运行的可靠性带来了一些隐患，需要改造和增加相应的设备,为了保障BEPCII低温系统长期、稳定、可靠地工作需要进行三项改进工作：增加一台备用压缩机，改进2000升杜瓦的绝热性能，制造两台SIM磁体电流引线塔。本文具体介绍了改进方案的主要内容。
3.IHEP 9-cell超导腔测试低温系统方案
- 李少鹏;葛锐;何昆
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：中国科学院高能物理研究所(IHEP)正在开展超导直线加速器关键技术之一的9-cell超导腔组元的研制。9-cell超导腔的性能测试需要在1．8K液氦低温环境下进行垂直和水平测试。本文初步介绍了获得1．8K液氦低温的方案，同时简要介绍了液氦回收系统和水平测试系统的配置。
4.超导高电荷态ECR离子源(SECRAL)低温及氦气回收系统
- 郭晓虹;金韬;赵红卫;满开第
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：超导高电荷态ECR离子源(SECRAL-Superconducting ECR ionsource with Advanceddesign in Lanzhou)是我们所承担的院重大课题，包括超导高电荷态ECR离子源源体，低温及氦气回收系统、微波产生及馈入系统、外围电源、冷却系统以及束流诊断和传输装置。本文主要介绍了超导高电荷态ECR离子源的低温及氦气回收系统，包括一台GM制冷机、低温液氦储槽、液氦的生产和输送以及氦气的回收。
5.BEPCII 2号超导高频腔水平测试期间辐射剂量监测与技术安全分析报告
- 李铁辉;陈志兴;李楠;刘曙东
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：2006年6月23日至2006年7月2日，BEPCII高频系统(加速器中心高频组)对2号超导高频腔进行了水平测试，本文简要介绍了BEPCII辐射防护系统(辐射防护安全组)对测试期间全过程辐射剂量跟踪监测，并给出高频超导测试间的辐射防护屏蔽及人身安全联锁评价与建议。
6.EXFEL大型低温恒温器的研制
- 李少鹏;葛锐;郭连生;边琳;杨欢
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：欧洲X射线自由电子激光是建造于德国，包含中国在内多个国家共同合作的国际大科学装置。本文详细介绍了其重要组成部分大型低温恒温器的研制过程，包括加工制造、关键部件的研制、总装测试及其关键部分的热力学分析与模拟等关键技术的研究。
7.BEPCII超导腔恒温器静态热负荷分析
- 边琳;李少鹏;杨欢
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：超导腔恒温器的作用是为超导腔的正常工作提供必要和稳定的低温环境，恒温器的静态热负荷是评价恒温器设计好坏的一个很重要的指标。本文通过有限元分析的方法对超导腔恒温器各部件进行热模拟和分析，并且与超导腔的水平测试结果进行比较验证，得出对备用超导腔恒温器设计、加工和运行具有指导意义的结果。
8.EXFEL大型低温恒温器关键部件POST的研制
- 葛锐;李少鹏;郭连生;边琳;杨欢
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：POST作为一种低导热的支撑结构被广泛研究和应用在大型超导腔低温恒温器当中，本文详细介绍了在EXFEL大型低温恒温器研制过程中其重要部件POST的加工制造、装配测试及热力学分析与模拟研究，为国内开展同类低温恒温器的研究奠定了很好的技术基础。
9.BEPCII 500MHz超导高频腔的仿真计算
- 刘亚萍;李少鹏;王光伟;潘卫民;戴建枰;何昆;李中泉;黄彤明;沙鹏
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：为了压缩束团长度，提高束流强度和对撞亮度，北京正负电子对撞机二期改造(BEPCII)工程将原来的单环改为双环对撞机，正、负电子环上各有一个500MHz超导高频腔为束流提供能量，也可由其中任一腔实现外环同步辐射供束运行。现在BEPCII没有备用腔，任何一个超导腔出现故障都将导致无法对撞运行，并且超导腔属高真空精密部件，将难以在短期内修复，所以拥有一只备用超导腔对于保障BEPCII的正常运行非常重要。考虑到超导腔昂贵的价格，也为了提高国内超导腔的设计制造水平，我们开始自行设计、加工，因此需要对超导腔降温的整个流程做一个仿真，特别是频率计算尤为重要。本文将对BEPCII 500MHz超导腔的频率仿真计算及结果进行简要介绍。
10.国内大型粒子加速器真空系统
- 杨晓天;董海义;蒋迪奎;王勇
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：北京正负电子对撞机(BEPC)、兰州重离子加速器(HIRFL)、合肥同步辐射光源(NSRL)和上海光源(SSRF)是我国四大粒子加速器装置。在过去的十年里，作为国家“九。五”、“十．五”大科学工程项目，四大加速器进行了重大改造或新建，并达到了建设目标。真空系统是各加速器重要的组成部分，论文将简要介绍各加速器真空系统的特点、难点和获得的结果。
11.上海光源低温控制系统
- 崔剑
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：本文重点介绍了上海光源同步辐射装置低温控制系统的设计与建造，低温控制系统满足设计要求，保障低温系统稳定运行。
12.SSRF储存环真空系统运行报告
- 蒋迪奎;刘以勇
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：储存环于07年末开始调机，经历了一年多调机和试运行。真空系统经历了逐步发现工程建造问题并改进的过程。气体散射束流寿命约为500hours，托歇克寿命约为17hours，束流寿命16hours。表明制约束流寿命的主要因数是托歇克效应，而非残余气体压强。08年10月，束流达到了3．5GeV／200mA的设计指标，全环平均压强达到了1．52×10-7Pa。经过一段时间的运行，束流3．5GeV／200mA时，全环的最低平均动态压强达到了6．8×10-8Pa，远低于设计指标1.3×10-7Pa
13.MW级中性束注入器低温真空系统的设计
- 胡纯栋;谢远来;NBI组
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：中性束注入器(NBI)是一套用来产生高能带电粒子束并对其进行中性化的设备。介绍了EAST-NBI的基本工作原理，分析了该NBI对真空系统的要求，讨论并确定了其真空系统的总体布局，设计采用差份式真空系统结构并选择以低温冷凝屏的形式布置在真空系统内部的低温泵作为真空主抽气泵，给出了低温冷凝屏的原理结构和冷凝屏的温度控制模式。
14.插入式实验低温冷板抽气装置
- 张素平;潘高峰;秦久昌;邢建升;李振国
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：本文介绍了置于100MeV回旋加速器主磁铁谷区的低温冷板抽气系统模拟实验装置设计，并对该套实验装置的抽速、极限压力、抽气容量等性能进行测试。
15.真空室内表面镀TiZrV抽气层的性能研究
- 蒙峻;侯生军;杨晓天;张军辉;杨伟顺;何源;赵玉刚;胡振军;郭迪周;马向利
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：采用直流磁控反溅射法在不锈钢真空管道内表面均匀镀上一层TiZrV薄膜。该薄膜经过激活后具有抽气效应，能够使真空管道由原来的系统气载转变成为管道泵。该薄膜激活温度很低，最低激活温度为180℃。在经过激活后，实验装置远端的真空度与泵口真空度相同，因此压力分布呈直线型。
16.氢病无氧铜真空盒的真空性能研究
- 宋洪;齐铁柱
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：BEPCII加速器真空系统中越来越多地用到无氧铜材料，从焊接工艺考虑氢炉钎焊是最适合无氧铜材料的，但如果材料中含氧量过高，就会出现氢病。通常只要被发现有氢病，加工好的零部件就要做报废处理，那么发生氢病后的真空盒是否可以继续使用，为此，做了真空性能的测试。
17.近代物理所超导磁体技术的现状
- 马力祯;张斌;张晓鹰;袁平;金韬;韩少斐;倪东升;吴锡;吴巍;郭蓓蕾;姚庆高;何源;张小奇
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：与电子和质子同步加速器一样，随着加速能量的提高，重离子同步加速器的规模越来越大，周长已增加到了数千米，同时偏转二极磁铁的最高气隙磁场值也已提高到了3T以上。因此，从加速能量和加速器的运行能耗两方面看，采用全超导模式已成了未来大型重离子同步加速的必然之选。本文从磁场计算、力热计算、失超计算等方面介绍了超导磁体的设计情况，从3T螺线管、7T磁体、Super-FRS二极磁铁样机、超导开关方面介绍了超导磁体及器件的研制情况，并对超导磁体技术的未来计划与发展进行了展望。
18.超导WIGGLER运行报告
- 曾翔
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：1998年3月合肥超导Wiggler安装调试结束。6T超导Wiggler作为插入元件安装在合肥800Mev电子储存环上，Wiggler磁铁已安全运行近11年。经过几年运行，摸索掌握了系统的运行规律，使得连续运行时间由60天一个周期提高到150天以上。本文介绍了合肥超导Wiggler的结构状况，从液氦消耗统计、气氦回收、超导开关等方面介绍了超导Wiggler的工作运行状态，运行和维护经验。
19.超导加速器中的真空漏率与失超
- 张军辉
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：目前，世界加速器正向高能化、全超导化方向发展，真空系统也随之发生着深刻的变化，本文将就真空漏率大小对于超导加速器调束、运行过程中可能带来的失超风险和预防措施做简要介绍。
20.潘宁离子阱7T超导螺线管的优化设计
- 吴巍;何源;马力祯;黄文学;夏佳文
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：兰州潘宁离子阱(简称LPT)近代物理研究所正在研制的用于高精度原子质量测量的探测系统。一个磁场强度为7T的主动屏蔽式超导磁体是该系统的一个关键部件。该磁体净温孔孔径为156mm，在磁体中心沿轴线方向相距220mm处对称分布两个1立方厘米的均匀场区，其中一个均匀场区的最好均匀度要达到0．3ppm．我们采用了线性规划结合非线性优化算法对该磁体的主线圈进行了优化设计。
21.中国科学院高能物理研究所工厂简介
- 张占军
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：中国科学院高能物理研究所是我国高能物理研究、先进加速器枝术的研究开发、先进射线技术及射线应用的综合性研究基地。在30多年的发展历程中成为对国内外高度开放的依托大科学装置开展基础研究和应用基础研究的大型综合性研究所。中国科学院高能物理研究所工厂（简称高能所工厂）始建于1973年，作为高能物理研究所的重要技术支持部门，致力于大型加速器设备的研发和制造工作。本文从主要产品、人员队伍、设备配置对中国科学院高能物理研究所工厂的概况作了简要介绍，并着重从磁铁类、加速管类等方面介绍了该工厂的一些研制项目的情况。
22.EAST装置低温系统运行状况
- 庄明;胡良兵;冯汉升;张启勇;袁春燕
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：EAST(Experimental Advanced Superconductive Tokamak)是目前世界上第一台投入运行的全超导托卡马克核聚变实验装置。其纵场和极向场超导磁体均采用CICC(Cable inConduit Conductor)导体，EAST的冷却部件除超导体外，还有电流引线、超导传榆线、线圈盒、支撑以及热辐射屏等，低温系统负责给超导磁体运行提供一个稳定、可靠的低温环境，是EAST全超导托卡马克装置能否稳定运行的关键。自2006年2月份首次工程调试以来，已经完成了五轮实验运行，第五轮物理实验中实现了中心电子温度大于1500万度、拉长比为1．9的条件下，稳定重复的60秒非圆截面双零偏滤器位形等离子体放电。本文将对五轮实验低温系统运行状况进行分析，从而保证未来高参数等离子体实验的稳定性。
23.TCF10氦液化装置
- 金弢;郭晓虹;满开第;苏海林
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：低温超导技术对加速器物理研究意义重大。由近代物理研究所负责的院知识创新工程重大项目“超导高电荷ECR离子源”成功建成出束。在此过程中液氦的制备非常重要。文中介绍了一种当前国际上最先进的氦液化装置，论述了其性能指标，结构特点，工作原理。
24.80K外置式低温纯化器设计
- 张卓;葛锐;何昆;边琳
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：低温纯化技术广泛应用于氦气净化应用中，本文针对BEPCII低温系统氦气中的杂质，设计了一套液氮温区的外置式低温纯化器，对低温纯化器中的两个关键部件-吸附装置和低温换热器进行了详细的计算，为国内设计同类装置提供了借鉴。
25.低温氢循环压力平衡系统研究
- 王国平;肖剑;桑民敬;何昆;李少鹏
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：对中国拟建的100KW的中国散裂中子源低温系统作了总体描述。低温氢循环压力平衡系统作为CSNS低温系统中的关键部件之一，其主要作用就是用于稳定氢循环回路的压力平衡，在CSNS的设计运行工况下，低温超临界氢的温度每升高1K，其系统压力就会上升大约1MPa。如果没有一个相应得机构来缓冲这么剧烈的系统压力波动，将会对氢循环系统的正常运行造成严重的危害。通过对常温缓冲罐，低温缓冲罐和低温缓冲器几种压力平衡方案的分析比较，低温缓冲器方案压力调节精度高，系统氢用量少，是一种比较理想的压力平衡系统。
26.耦合氢慢化器换热特性数值研究
- 陆友莲;王国平;肖剑;何宁;童剑飞;余朝举;梁天骄
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：采用数值方法对耦合氢慢化器换热特性进行量化考察。数值模拟的结果表明：热量主要集中在质子束方向前端，后半部液氢温度略低于前半部液氢温度。氢容器的四个角落温度较高，温度最高值出现在前半部的下方。管内流体出口到慢化器底部的距离不同时，涡的大小及容器壁到涡中心的速度梯度不同。慢化器的内部结构及流体出口到慢化器底部的距离d对腔内流体的流场影响较大。在各流量情况下，换热最佳时的d值存在于d=20～30mm区间内。
27.新型低温泵的设计及实验
- 满开第;贾豫生;吕淑梅;楼美玲
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：本文介绍了近代物理研究所正在研制的新型HIRFL800低温泵，对其采用遮热板方式降低热负荷的原理进行了分析，并给出了试验数据。
28.CSNS低温氢循环系统热负荷分析计算
- 肖剑;王国平;何昆;李少鹏
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：CSNS低温氢循环系统主要作用之一是把氢在慢化器中与中子反应获取的能量转移到氦制冷机系统中。热负荷分析计算就是CSNS低温氢循环系统各项设计的基础，通过设计计算，确定循环的总热负荷为1161 W，其中因中子慢化产生的动态热负荷为560 W，各低温设备管线产生的静态热负荷为601 W。计算结果为后续的各项设计工作提供了依据。
29.上海光源Wiggler真空室的研制
- 卢裕;蒋迪奎
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：本文介绍了上海光源(SSRF)首批常规插入件中两台扭摆器(Wiggler8、Wiggler14)真空室的研制。针对小间隙真空室的设计中面临的阻抗问题，采取了内表面电镀铜的解决方法，并对研制中遇到或存在的问题进行简单总结。
30.BEPCII储存环真空系统
- 董海义;张丛军;宋洪;李琦;周利娟;杨奇;王雅婷;肖琼;齐铁柱;彭晓华
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：本文描述了BEPCII储存环真空系统的设计、制造和运行状况。为了减小电子云效应和提高真空抽气性能，在弧区采用前室真空盒并在正电子真空盒内表面TiN。特殊的真空部件如光子吸收器、RF屏蔽波纹管、真空泵等被设计制造来满足储存环真空需要。到2009年7月底储存环在对撞模式下已经积累了1000A·hours的束流剂量，平均动态压强上升小于1．4×10-10Pa／mA，达到了预定的设计指标。
31.BECPII低温系统冷箱进出口阀门的控制
- 桑民敬;何昆;李少鹏
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：BEPCII低温系统上采用了两台500W／4．2K TCF50S制冷机，目前应用良好，但对于整个控制系统的控制逻辑我们还不清楚，通过分析制冷机控制的PLC源代码，得到冷箱入出口阀门的控制方式，并通过BEPCII低温系统超导腔侧的实际运行情况对研究结论进行验证，结果表明其控制的PID参数设置非常合理，为我们今后实际工作的PID调节提供了很好的借鉴。
32.EAST低温控制系统结构分析
- 胡良兵;庄明;夏根海;周芷伟
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：EAST低温系统是EAST全超导托卡马克核聚变装置的外围子系统之一，为EAST装置各冷却部件提供超临界氦迫流冷却。EAST低温控制系统是一个复杂的DCS系统，本文重点以Emerson公司的DeltaV系统为核心，对各个子系统现状进行分析，提出进一步集成EAST低温控制系统方案，以满足EAST装置低温系统实验运行需求。
33.HIRFL真空系统现状与进展
- 杨晓天;杨伟顺;赵玉刚;侯生军;胡振军;郝超英;马向利;郭迪舟;张军辉;游志明;蒙峻;贾豫生;吕淑梅;牛志伟;聂曾森;楼美玲
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：HIRFL是兰州重离子加速器装置的英文首字母缩写。由离子源、扇聚焦回旋加速器SFC、分离扇回旋加速器SSC、连接SFC和SSC的前束运线、与10个实验终端相连的后束运线以及重离子冷却储存环（HIRFL－CSR）组成。SFC和SSC既可以独立为物理实验提供从碳到铀的低、中能重离子束，又作为HIRFL－CSR的注入器。HIRFL－CSR由主环注入线、主环（CSRm）、放射性束流线（RIBLL2）和实验环（CSRe）四部分组成，全长约500m。由注入器提供的重高子束在CSRm内进行累积、冷却、加速到高能量，引出打靶产生的放射性束或者电荷态重离子，注入到CSRe内进行高精度的物理实验。真空系统贯穿整个装置，HIRFL真空系统是一个大型综合性系统。本文分别从扇聚焦回旋加速器真空系统、分离扇回旋加速器真空系统、重离子冷却储存环真空系统、束流输运线真空系统等方面介绍了兰州重离子加速器装置真空系统的现状与研究进展情况。
34.Φ100 mm钪酸盐热阴极真空系统设计
- 杨安民;夏连胜;张篁;刘星光;刘云龙;潘海峰
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：热阴极电子束具有高亮度、低发射度、低能散度的优点，已广泛应用于高功率微波管，射频直线加速器上，但这些电子束一般限于弱流。随着高功率技术尤其是直线感应加速器技术的发展，利用热阴极获得强流(kA量级)电子束已成为未来发展的趋势，但强流热电子束的获得必须解决一系列工程技术难题：大尺寸二极管真空度的获得、热辐射对二极管区的影响、热辐射区域的真空连接与绝热设计等。目前，流体物理研究所成功建立了一台大面积热阴极实验平台，开展了Φ100 mm钪酸盐热阴极实验。实验在二极管真空2．8×10-7Torr，阴极温度1120℃时，获得近1000A的发射电流。试验结果表明，该系统的真空与绝热设计满足了大面积热阴极对实验环境的要求。
35.上海光源真空插入件IVU25B的真空系统
- 蒋迪奎;陈永林;卢裕
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：两台真空插入件IVU25B于2009年3月在上海光源(SSRF)首次研制成功。IVU25B有三个主要性能指标一磁场、真空和阻抗，它们都和真空系统有关。IVU25B真空系统包括真空室及真空室内除磁铁外的所有元部件。内大梁尺寸和位置的精度是保证磁场性能的一个关键。自行设计的简单而有效的RF屏蔽机构和覆盖在磁铁上的镀Ni铜箔是降低IVU阻抗的关键部件。在多孔永磁铁磁控溅射镀TiN膜，把气体封闭在磁铁中，避免它们直接在真空中放气。介绍了元部件的设计和工艺细节。讨论了IVU25B的真空状况以及对储存环的影响。
36.上海光源EPU10真空室的研制
- 卢裕;蒋迪奎
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：本文主要介绍上海光源(SSRF)首批常规插入件中椭圆极化波荡器(EPU10，EllipticallyPolarized Undulator10)真空室的研制过程，详细阐述了EPU10真空室的研制中遇到或存在的问题以及解决方案，并进行简单分析总结。
37.散裂中子源陶瓷真空盒的研制进展
- 李琦;董海义;齐铁柱
- 《首届粒子加速器真空、低温技术研讨会》 | 2009年
摘要：中国散裂中子源采用快循环质子加速器，其主磁铁的重复频率为25Hz，需要采用高纯度氧化铝陶瓷真空盒，并在真空盒外增加高频屏蔽。本文介绍了散裂中子源陶瓷真空盒的结构设计、应力计算和样机研制进展情况，以及高频屏蔽结构的设计情况。