吴小磊
- 作品数：18 被引量：28H指数：2
- 供职机构：中国科学院高能物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：核科学技术一般工业技术理学文化科学更多>>
- 硼中子俘获治疗加速器ECR质子源电磁场仿真设计被引量：1
- 2019年
- 电子回旋共振(ECR)质子源具有可给流强高、亮度高、可靠性高、使用频率高、易维护、小型化等优点,因而被硼中子俘获治疗(BNCT)装置的直线加速器所采用。本文利用CST软件对2.45GHzECR质子源进行优化设计。优化后ECR质子源的等离子体发生器腔体的尺寸为101.12mm×45.00mm,给出了脊波导耦合器的最优尺寸参数,使等离子体发生器腔体内电场强度提高为普通波导的4.5倍。通过Opera-3D对ECR质子源的引出电极结构进行了仿真计算,并给出了优化参数。另外,初步设计了质子源的线圈磁铁系统,优化了磁场分布。本文结果为质子源的研制提供了数据。
- 李波李波王云刘华昌李阿红王云陈强吴小磊巩克云李阿红吴丛凤
- 关键词：硼中子俘获治疗质子源电子回旋共振
- CSNS漂移管泄漏检测被引量：1
- 2022年
- 漂移管是中国散裂中子源(CSNS)直线加速器(DTL)的核心部件,整个DTL共有153个整漂移管和8个半漂移管提供纵向加速。采用氦质谱检漏仪和四极质谱计两种手段对12#漂移管进行研究,首先确定了漂移管外壳的漏点位置,然后通过线圈通电和打水压的方法确定了线圈漏水,最后去掉漂移管外壳后重新检漏,确定了线圈漏水的原因。检漏结果对漂移管备件的加工、焊接和检漏具有一定的参考意义。
- 刘顺明王鹏程王鹏程刘佳明宋洪谭彪刘佳明李波关玉慧
- 关键词：氦质谱检漏仪四极质谱计
- 散裂中子源Quadrupole-D漂移管磁铁的研制被引量：2
- 2019年
- 中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)高能段由9 m长的腔和27台Quadrupole-D型漂移管构成,负责把H^-由60 MeV加速到80 MeV。漂移管Quadrupole-D磁铁采用国际先进的SAKAE结构,结构紧凑,孔径小,最大励磁电流396 A,漂移管外壳采用全无氧铜电子束焊接,加工和磁测精度要求高。按物理要求仿真设计了Quadrupole-D四极磁铁,给出了磁铁基本参数模拟数值。对磁铁进行霍尔测量,计算了Quadrupole-D磁铁的有效长度为71.8 mm,测量值偏差2.6%,积分场0.966 T,测量值偏差2.2%,中心位置横向磁场梯度测量值偏差0.4%,平整度优于0.003,满足物理要求。在漂移管机械加工过程中,利用自主研制的高精度旋转测量系统测量,27台Quadrupole-D磁铁的高次谐波均小于3.5×10^(-3),24台漂移管磁中心加工偏差达到小于0.03 mm,三台磁中心加工偏差在0.03～0.05 mm,满足要求。对一台磁铁进行额定电流运行测试,线圈表面温升约12℃,9 h运行稳定。
- 李波李波巩克云刘华昌巩克云吴小磊陈强
- 关键词：高次谐波
- 中国散裂中子源漂移管磁铁线圈研制被引量：1
- 2023年
- 中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)负责把H-离子束从3 MeV加速到80 MeV,其工作频率为324 MHz,包含161台电四极磁铁漂移管,漂移管外径140 mm,体积小、结构复杂紧凑。受空间限制,漂移管内电四极磁铁线圈采用先进的SAKAE结构,在一整块无氧铜上初步加工并通过电铸、线切割等工艺完成研制,线圈外径82 mm,内径37 mm,每极3.5匝,该线圈具有体积小、易冷却、励磁电流大等优点,在国内首次研制使用。本文对SAKAE线圈的研制方法进行了研究,并给出了磁铁的测试结果及线圈在高电流下的发热测试与分析。
- 李波刘华昌刘华昌巩克云吴小磊陈强王云
- 关键词：电铸线切割
- CSNS-Ⅱ超导椭球腔失谐研究被引量：2
- 2020年
- 中国散裂中子源二期束流功率升级到500kW,直线加速器H^-的能量增益由现在的80MeV提高到300MeV以上,其中150~300MeV能量段采用648 MHzβ_g=0.60的5-cell超导椭球腔结构。超导椭球腔具有加速梯度高、结构简单、后处理容易等优点,缺点是结构强度弱、易失谐。本文主要研究该椭球腔的失谐特性。利用COMSOL Multiphysics软件进行了计算分析,在两端固定边界条件下,裸腔的氦压敏感性系数K_P=-45.705Hz/mbar(1mbar=100Pa),洛伦兹力失谐因子K_L=1.574Hz/(MV/m)^2。增加加强环并优化其位置来改善氦压敏感性系数和洛伦兹力失谐因子,通过计算分析最终确定选择双加强环方案来减小椭球腔的失谐。两个加强环位置分别取在75和120 mm的位置,腔体失谐的改善最大,K_P=6Hz/mbar,K_L=0.43Hz/(MV/m)^2。为了更准确地计算椭球腔的氦压敏感性系数和洛伦兹力失谐因子,本文引入调谐刚度边界条件进行失谐分析,在椭球腔调谐器端设置30kN/mm边界条件,另一端固定,计算得到氦压敏感性系数为4.8Hz/mbar,洛伦兹力失谐因子1.99Hz/(MV/m)^2,满足工程要求。另外,用CST软件对椭球腔的动态洛伦兹力失谐进行了初步分析,用软件Workbench计算了椭球腔的振动本征频率,结果显示,振动本征频率离射频脉冲重复频率及环境振动频率较远,不易发生共振失谐。
- 李波刘华昌刘华昌吴小磊王云李阿红吴小磊陈强
- 关键词：散裂中子源加强环
- CSNS-Ⅱ超导椭球腔的高频设计和二次电子倍增研究被引量：2
- 2019年
- 中国散裂中子源二期(China Spallation Neutron Source,CSNS-Ⅱ)升级,直线加速器能量增益将由现在的80 MeV提高到300 MeV,打靶束流功率由100 kW提高到500 kW。直线加速器升级采用Spoke腔加椭球腔的全超导结构,其中5-cell椭球腔负责把H^-从150 MeV加速到300 MeV,工作频率为648 MHz,几何β(g βgλ/2为椭球腔单元长度,λ为工作波长)取0.60。利用三维全波电磁场仿真软件CST (Computer Simulation Technology)对该椭球腔进行了研究分析,优化了椭球腔的高频参数和几何尺寸,使得轴向电场平整度、峰值电场比、峰值磁场比分别达到98.2%、2.70和4.89 mT·(MV/m)^-1,R/Q值为305.59 Ω。通过计算分析椭球腔的二次电子倍增效应,对发生二次电子倍增严重的地方进行了形状改良,减弱二次电子倍增,并且加速梯度在8 MV·m^-1以上完全抑制了二次电子倍增。另外,对椭球腔的洛伦兹力进行了初步计算分析。
- 李波李波王云刘华昌瞿培华王云樊梦旭吴小磊
- 关键词：超导洛伦兹力
- CSNS DTL真空泄漏解决方案
- 2023年
- 漂移管直线加速器(DTL)是CSNS直线加速器的重要组成部分,负责将脉冲流强为15mA的负氢离子束从3MeV加速到80MeV,再注入到快循环同步加速器(RCS)中实现进一步加速。为避免能量损失,离子束加速必须在高真空环境内完成。本文首先介绍DTL腔真空系统组成,然后对目前出现的真空泄漏情况进行分析,详细描述了Pickup泄漏、漂移管泄漏(包括漏水、漏气、内漏)等不同情况下真空泄漏解决方案,并通过Monte Carlo方法模拟计算,缩小检漏区域。由于漂移管泄漏频率较高,本文给出针对漂移管泄漏的规范操作流程,以提高检漏效率。
- 刘顺明王鹏程王鹏程谭彪刘佳明王一刚朱邦乐宋洪李波吴小磊宋洪
- 关键词：蒙特卡罗方法
- 散裂中子源漂移管直线加速器功率耦合器的冷测及分析（英文）
- 2017年
- 功率耦合器是中国散裂中子源(CSNS)漂移管直线段(DTL)的关键部件之一,其耦合系数通常通过调节耦合孔尺寸得到,为了确保耦合系数达到设计值,制造了一个冷模进行耦合度的调节。在冷模测量过程中,发现了仅通过改变耦合孔尺寸耦合系数达不到目标值的问题,因此提出了一种与测量结果对比有良好仿真精度的新模型用于分析,并使用该仿真模型分析了PEFP使用的理论及影响耦合度的主要参数。最终耦合度被调节至目标值,正式件的冷测结果也表明其与仿真结果基本相同。
- 樊梦旭刘华昌李阿红王云巩克云吴小磊瞿培华李波陈强
- CSNS-Ⅱ超导椭球腔形变电场平坦度仿真分析被引量：2
- 2021年
- 超导椭球腔是一种通过冲压零件和电子束焊接而成型的薄壁结构,在加工过程中存在不可避免的形变,如单元倾斜、偏轴,单元长度偏差,从而影响椭球腔的轴向电场平坦度,进而降低椭球腔的运行电场梯度。因此,在椭球腔加工成型后要进行预调谐处理。椭球腔预调谐是通过对椭球腔整形,包括倾斜和偏轴矫正,单元长度矫正,以达到提高轴向电场平坦度的目的。采用COMSOL多物理场耦合软件对CSNS-Ⅱ(China Spallation Neutron Source Phase II)超导椭球腔可能存在的形变进行了仿真计算,研究了各单元形变量对电场平坦度的影响,分析了腔体调谐位移量对电场平坦度的影响,为椭球腔预调谐提供数据参考,也为预调谐机的设计研制提供指导。另外,确定了椭球腔机械形变的要求,确保椭球腔机械加工质量满足CSNS-Ⅱ升级的实际工程需求。
- 李波刘华昌刘华昌吴小磊王云瞿培华吴小磊陈强
- 关键词：调谐
- CSNS LINAC低电平射频控制系统软件设计
- 2022年
- 低电平射频控制系统主要用于对加速腔的高频场和谐振频率的控制,保证加速器的稳定运行并输出高品质的束流。低电平控制系统软件提供可视化操作界面,实现数据显示和存储、自动化算法等功能,提高了低电平系统的可操作性,减少了人工作业量和故障率。软件开发具有灵活性强、开发周期短的特点,适合控制速度要求相对不高而逻辑较为复杂的功能开发。本文介绍中国散裂中子源直线加速器射频低电平控制系统软件的开发设计,重点介绍前馈自动计算、加速腔的频率自动控制、频率失谐算法、一键升功率、界面优化等相关内容。最终低电平控制系统幅度相位稳定度指标优于要求的设计指标,且达到长时间稳定运行的要求。
- 谢哲新慕振成李健李健李松李健荣林艳吴小磊肖永川李松周文中万马良李阿红张辉吴小磊
- 关键词：直线加速器前馈调谐器
