串列加速器束流的纵向输运特性分析
2碳14测年法
在现在生活的树木中，
12C
∶ 13C ∶ 14C=98.9 ∶1.1 ∶1.07×10-10，这个 比值称为碳活动性常数。 工业废气及汽车尾气中的 CO2， 化石燃料和碳 水化合物燃烧排放的CO2，会稀释大气中14C的 浓度。尤其 1850~1954 年的工业革命，化石燃 料的燃烧使12C浓度大大增加。 近代核武器爆炸会增加大气中14C的浓度。1963 年大量核武器爆炸，使14C ∶ C增加了90%。 地球磁场强度变化，太阳黑子活动，可以改变 宇宙射线流，进而改变大气中14C的浓度。
14N + 1n 7 0 14C 6 14N + 7
14C 6
+ p（ 14C6产生） 1
14C 衰变）2 6
e - ++Q（
电子 反中微子
最大衰变能量
14C通过第一式不断产生，通过第二式不断衰变。
思考：
A. 在14C6产生和衰变的最初一段时间， 14C6产生与衰变的速度 （单位时间内衰变的14C6原子数）如何？ B. 经过一段时间后， 14C6产生与衰变的速度又如何？ C. 当14C6产生的速度与衰变速度相等时，大气中14C6的浓度如何 ？
EN型串列静电加速器
串列 AMS 系统——离子源、注入 系统、串列加速器、高能分析系统 、重离子探测器、数据获取系统
北京大学加速器质谱计装置示意图
IS——离子源 EL——单透镜 PA——预加速段 ST——导向器 SL——缝 FC——法拉第杯 GL——间隙透镜 IM——注入磁铁 DM——双注入磁铁 BPM——束流抛面仪 EQ——静电四极透镜 MQ——磁四极透镜 AM——分析磁铁 BM——偏转磁铁 ESD——静电分析器 DT——探测器
重离子辐照引发的25nm_NAND_Flash存储器数据位翻转
摘要为研究不同注量下浮栅存储单元位翻转特点及其翻转截面变化以及重离子入射 导 致 的 多 单 元 翻 转以两款$!2. ),)<M'8T;存储器为载体开展了重离子实验研究实验结果表 明单 个 重 离 子 在 击 中存储单元灵敏体积的情况下足以引起位翻转位 翻 转 比 率 随 着 注 量 累 积 基 本 呈 线 性 变 化 由 于 处 于 编程状态阈值电压分布低压区的存储单元倾向于在相邻或靠近的地址上集中分布随 着 注 量 累 积这 类 存储单元数量迅速减少而其他大量存储单元的翻转数增长率变化不明显因此位翻转 截 面 随 注 量 累 积 呈下降趋势重离子导致两款器件出现多单元翻转多单元翻转呈现单列双列以 及 列 间 隔 等 结 构 利 用离子电离径迹模型估算得到离子电离有效径迹半 径可 以 判 定 多 单 元 翻 转 是 由 于 一 个 离 子 的 电 离 有 效径迹覆盖了多个存储单元 关 键 词 ),)< M'8T;浮 栅 重 离 子 辐 照 注 量 相 关 性 多 单 元 翻 转 中图分类号:K"$!!! 文献标志码,!!!文章编号#***DI=+#$*$+#$D$$I>D#* $%&#*("!+J6PF($*$+(6&BQ/82(*IJJ
'3?91259!@2 &4934-&/2W3T-/58-3-;3/2A'B3203&A;38W6/&2A'B3203&2T/25'33W32BST3-T 71O829-;371O04&TTDT30-/&2/2),)<M'8T; .3.&468TV3''8T-;3.B'-/D S'3D03''BST3-T HEO9B3-&;38W6/&2/4489/8-/&23QS34/.32-8'T-B9/3T V343S34D A&4.39&2-V&-6S3T&A$!2. ),)< M'8T; .3.&4693W/03T(:;3T33QS34/.32-TV343 0&29B0-398--;3R@D#+:8293. ,003'348-&48--;3E;/28@2T-/-B-3&A,-&./0123456829 -;3R38W6@&2G3T3840;M80/'/-6/2K82P;&B R@GMK(:;33QS34/.32-43TB'-T43W38'39 -;8-C/-BST3-T V3434829&.'69/T-4/CB-39804&TT89943TT3T;3439/-846/2-V&-3T-T 439B039/2T/52/A/082-'68A-34T;&4-D-34.82238'/2582943S4&548..8C'3TB553T-/25-;8-
【国家自然科学基金】_束流寿命_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
推荐指数 4 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 能级寿命 高自旋态 束流能量 串列加速器 高电荷态离子 重粒子 重离子熔合 转动轴 质量厚度 衬底材料 突变现象 物理性质 物理实验室 探测器 寿命测量 反康普顿 双奇核 产额 x射线
推荐指数 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 蒙特卡罗方法 束流寿命 托歇克效应 塑料闪烁体探测器 合肥光源
推荐指数 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
科研热词 束流能量 高自旋态 寿命测量 科学研究院 束流寿命 实验工作 原子能 串列加速器 阵列测量 重粒子 重离子熔合 退极化时间 跃迁概率 蒙特-卡罗模拟 自旋相应函数 能级寿命 离子束 熔合蒸发反应 束流极化 束流发射度 接收度 探测器 手征双重带 原子核 内靶 共振退极化 中国原子能科学研究院 hirfl-csr实验环 hi-13串列加速器 csr主环
2013年 科研热词 推荐指数 腐蚀 1 离子发动机 1 栅极 1 单元内粒子-蒙特卡罗碰撞法 1
2014年 序号 1 2 3 4 5
加速器原理-高压加速器的其它技术
2）磁分析器 属于动量分析器，适合于在高能量情况下使用。
或
3）交叉场分析器 属于速度分析器，适合于在低能量情况下使 用。沿轴线运动的粒子所受电场力与磁场力 合力为零，其速度
或
分析器的用途
1）束流成分分析（不同粒子不同电荷态） 2）束流能量测量（能谱中心能量）
系相对测量，需用核反应校正。 原因：边缘场影响难以定量 3）束流能散测量（能谱宽度） 分析器的分辨本领
其特点为： 1）包络呈以平均电荷态为 中心的高斯分布
对于Zi较大、能量不是很低 的情况， 与 无关
平衡电荷态呈非 对称分布。
2）由高斯分布可推出最大剥离效率 一些离子的最大剥离效率
3）固体剥离介质的平均电荷要高于气体 剥离介质的，其半经验公式为
为玻尔速度
对膜剥离
对气体剥离
故剥离是一个速度相关的过程，而非能量相关的过程。
例：剥离引起的Ar+离子束的能散
以上各项结果多是基于实验测量的半经 验公式，理论尚难以准确预言。
4. 剥离器 1) 气体剥离器与膜剥离器的比较
故各有优缺点
鉴于剥离膜的寿命有限，串列加速器的膜剥 离器均有膜更换装置，可预装数百片膜。
2) 循环气体剥离
剥离气体进入加速管，会使加速管真空度下降， 从而影响束流传输。在低能加速管中可引起束流 中性化，在高能加速管中的电荷交换可改变粒子 的能量。
与偏转半径、漂移距离、缝宽等因素有关
3. 端电压的稳定 1）系统组成������ 误差信号拾取装置������ 电子反馈放大电路������ 电压调节控制机构 2）误差信号拾取装置������ 旋转伏特计（电压慢变化）������ 电容拾波板（电压快变化）������ 分析器像缝（束流能量变化）
10MeV医用回旋加速器（18）F-FDG同位素生产靶系统研制完成
重大核科学工程·HI-13串列加速器升级工程45图2100MeV 束流测量系统机柜所有束流参数还可通过EPICS 网络同步传输给控制室的总控电脑和数据存储电脑中，以便在总控室能够实时监测和控制束流情况。
10M eV 医用回旋加速器18F-FD G 同位素生产靶系统研制完成张兴治1，崔涛1，梁万胜2（1.串列加速器升级工程部；2.兰州军区总医院）本项目任务是利用研制的小型医用回旋加速器剥离引出的14MeV 质子束流来设计放射性同位素的生产靶系统，并进行机械加工、安装调试，解决靶的结构、生产放射性核素合成技术和工艺。
在2年时间内，第1年完成液体靶系统地设计、机械加工，第2年完成同位素素生产靶组装、分别进行组件的离线试验和在小型回旋加速器试验台架上在线束流试验，通过在线束流试验发现生产靶系统在设计、加工和18F-FDG 化学合成工艺方面存在的问题，以便进一步改进和完善靶系统，最后安装在加速器上，利用加速器产生的质子束，通过核反应18O （p ，n ）18F 产生18F －离子，进入化学合成箱合成18F-FDG 药物。
同位素生产靶的研制完成，是医用回旋加速器生产的重要配套部件，为将来的生产回旋加速器的产业化配套设备打下了基础。
1工作完成情况1.1设计研制加工阶段串列升级工程部（甲方）与西安长安医院PET 中心负责人（乙方），于2010年3月签订技术合作协议，乙方负责靶的设计、加工制造，甲方协助乙方在原子能院回旋加速器试验台架现场安装调试，并进行生产18F-FDG 放射性药物实验。
1.2在线束流试验阶段月日在加速器上完成安装，回旋加速器开机调束，内靶束流3μ，剥离靶束流μ，在靶内注入3L 的O 水做实验，用束流μ打靶，打靶时间为5，停机后测量O 水740A 10A m H 21810A 1.h H 21846中国原子能科学研究院年报2012的放射性活度为59mCi，送原子高科同位素所58室进行18F-FDG放射性药物合成。
HI-13串列加速器升级工程在线同位素分离器高质量分辨谱仪物理设计
ＨＩ１ 一３串列加 速 器 升 级 工 程在 线 同位 素 分 离器 高质 量 分 辨谱 仪 物 理设 计
彭朝 关 华， 遐令， 保 崔 群
（ 国原 子 能 科 学 研 究 院 核 物 理研 究 所 ， 京 中 北 １２ １ ） ０ ４ ３
摘要 ： 一３串列加速器 升级 工程中的在线同位素分离器（Ｓ 高质量 分辨 谱仪 要求 ２ ０ ＨＩ １ ＩＯＩ） ００ ０的质量 分 辨率 。本工作采用大小铁双能量结构 削弱能量 色散 ， 有效 解决 了束流能 散过 大导致 的谱 仪质 量分辨 率 低的问题。结果表 明 ： 当束 流 高 斯 分 布宽 度 为 ０ ０ ． ６ｍｍ 和 ｌ ａ Ｏ ｍｒｄ时 ， 仪 的 质 量 分 辨 率 达 到 ＿ 谱 『
ｔ ｏｍ Ｐ ｅｒ ｔ ｔ
中国原 子能 科学研 究 院 的 ＨＩ ３串列加 速 一 １ 器 升级 工程是 在 原有 ＨＩ ３串列加 速器 的基 础 一 １
物 理 用 户 要 求 Ｉ ＯＬ 的 质 量 分 辨 率 高 达 Ｓ ２ ０ ， 对谱 仪设 计 提 出很 高 的 要 求 。通 常 ００ ０ 这 用 来 解 析束 流 的 磁 二极 铁 系统 仅 能 解 析 动量 ， 无 法直 接分 辨质 量差 异 。束 流 的动量 差异 分别
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第４ 卷第 ２ Ｏ 期
２０ 年３ ０６ 月原子能 Nhomakorabea科
学
技
术
Ｖ ｏ１ ０， ．４ Ｎｏ． ２ Ｍ ａ ． ２０ ６ ｒ ０
Ａｔ ｍｉ ｅ ｇ ｃ ｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｃ Ｅｎ ｒ ｙ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
Ｐｈ ｓｃ ｌＤｅ ｉ ｎ ｏ ｇ ａ ｓＲｅ ｏ ｕ ｉ ｎ Ｓ ｃ ｒ ｍ ｅ ｅ ｏ Ｓ ｙ ｉａ ｓｇ ｆＨｉ ｈ Ｍ ｓ ｓ ｌ ｔｏ ｐｅ ｔｏ ｔ ｒｆ ｒ Ｉ ＯＬ
粒子加速器的发展史与应用
一台直径为 27 厘米的回旋加速器， 它能将质子加速到 100 万电子伏， 并用它生产了人工放射性同 位素，为此获得了 1939 年的诺贝尔物理奖，这是加速器发展史上获此殊荣的第一人。 1932 年美国科学家科克罗夫特和爱尔兰科学家沃尔顿建造了世界上第一台直流加速器—— 科克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器，以能量为 40 万电子伏的质子束轰击锂靶，得到α粒子和氦 的核反应实验。 这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反应， 二人因此获得 1951 年的诺贝尔 物理奖。 1933 年美国科学家凡德格拉芙发明了使用另一种产生高压方法的高压加速器——凡德格拉 芙静电加速器。 以上两种粒子加速器均属于直流高压型， 它们能加速粒子的能量受高压击穿有限， 大约为 1000 万电子伏。由于被加速粒子能量、质量之间的制约，回旋加速器一般只能将质子加速 到 2500 万电子伏左右， 如将加速器磁场的强度设计成沿半径方向随粒子能量同步增长， 则能将质 子加速到上亿电子伏，成为等时性回旋加速器。带电粒子加速器自 30 年代问世以来，主要是朝更 高能量的方向发展。在这个过程中，任何一种加速器都经过了发生、发展和加速能力或经济效应 收到限制的三个阶段。自回旋加速器后，又相继出现了同步回旋加速器、电子同步加速器、直线 加速器等。 1940 年美国科学家科斯特研制出世界上第一个电子感应加速器， 但由于电子沿曲线运动时其 切线方向不断放射的电磁辐射造成能量的损失，电子感应加速器的能量提高受到限制，极限约为 1 亿电子伏。电子同步加速器使用电磁场提供加速能量，可以允许更大的辐射损失，极限约为 100 亿电子伏。电子只有作为直线运动时没有辐射损失，使用电磁场加速的电子直线加速器可将电子 加速到 500 亿电子伏，这不是理论的限度，而是造价过高的限制。 为了对原子核的结构作进一步的探索，和产生新的基本粒子，必须研究能建造更高能量的粒 子加速器的原理。1945 年，前苏联科学家维克斯列尔和美国科学家麦克米伦各自独立发现了自动 稳相原理，英国科学家阿里芳特也曾建议建造基于此原理的加速器——稳相加速器。 自动稳相原理的发现是加速器发展史上的一次重大革命，它导致一系列能突破回旋加速器能 量限制的新型加速器产生。自此，加速器的建造解决了原理上的限制，但提高能量受到了经济上 的限制。随着能量的提高，回旋加速器和同步回旋加速器中使用的磁铁重量和造价急剧上升，提 高能量实际上被限制在 10 亿电子伏以下。 同步加速器的环形磁铁的造价虽然大大减少， 但因横向 聚焦力较差，真空盒尺寸必须很大，造成磁铁的磁极间隙大，依然需要很重的磁铁，要想用它把 质子加速到 100 亿电子伏以上仍然不现实。 1952 年美国科学家柯隆、李湍斯顿和史耐德发表了强聚焦原理的论文，根据这个原理建造强 聚焦加速器可使真空盒尺寸和磁铁的造价大大降低，使加速器有了向更高能量发展的可能。这是 加速器发展史上的又一次革命，影响巨大。此后，在环形或直线加速器中，普遍采用了强聚焦原 理。
12MeV直线感应电子加速器
3国防科技基础研究基金资助课题。
1996年11月25日收到原稿,1997年10月29日收到修改稿。
石金水,男,1964年4月出生,硕士,副研究员。
12M eV 直线感应电子加速器石金水 丁伯南 邓建军 何 毅 李 劲 戴光森 文 龙 曹国高(中物院西南流体物理研究所,成都523信箱56分箱,610003) 摘要 12M eV 直线感应电子加速器(L I A )是经10M eV L I A 能量升级和系统改进而来,该机通过在10M eV L I A 加速末端续接四个加速组元并调整脉冲功率系统,将输出的电子束的能量升级至12M eV ;同时,重新设计的输运磁场分布及聚焦系统更趋于合理,使经10M eV L I A 升级和改进后的12M eV L I A ,打靶电子束能量达到12M eV ,束流约2.6kA ,脉冲半高宽约89n s ,焦斑约4mm 。
关键词 直线感应电子加速器(L I A ) 脉冲功率 束输运和聚焦 直线感应电子加速器是六十年代发展起来的一种新型加速器,它能产生强流、高亮度、低能散度的高品质电子束,而部件式结构的特点使它可大量串接获得所需要的能量。
由于L I A 具备这些优越性能,因而受到许多国家的重视,美国、法国、俄罗斯、日本已先后建成多台直线感应加速器[1～6],并已广泛地应用于闪光X 射线照相、辐照效应、自由电子激光、粒子束聚变、高功率微波等研究领域。
本文所介绍的12M eV L I A 是从1994年3月开始,在10M eV L I A (1994年研制成功)[7]基础上进行能量升级和系统改造而来。
其具体的设计指标要求为:加速电压12M V ;打靶束流≥2kA ;束流脉宽约60n s ;打靶束焦斑直径≤6mm 。
1 加速器系统简介 12M eV L I A 主要由脉冲功率系统、注入器、加速段、束输运和聚焦系统、控制监测系统及真空、油、水、气等辅助系统构成,主体概貌如图1所示。
2碳14测年法说课材料
大气中有很多氮（大气中氮78.09%，氧20.95%，氩0.93%——容 积的99.9%，质量的99.95%），热中子和氮原子碰撞，使氮原子 转变为14C原子：
14N7 + 1n0
14C6 + p(1H1)
大气氮 热中子 放射性碳 质子
质子
质子
中子
中子
氮
碳
(3)14C的衰变
14C是一种放射性同位素，一旦形成，便发生衰变：
碳在自然界有3种同位素： 12C（98.8%) 稳定同位素 13C（1.108%） 14C（1.2×10-10%）——放射性同位素，主要产生于高空 大气层。
(2)14C的产生
在高空大气层，由于宇宙射线的冲击，产生一些热中子和电子 等多种粒子。
冲击概率恒定
其它粒子
宇 宙 射 线 的 主 要 成 分 为 质 子 (83% ～89%)、α 粒子(10%～15%)及原 子序数Z≥3的轻核和高能电子(1% ～2%)，这种射线能量很高，可达 10~20MeV以上。
北京大学加速器质谱计装置示意图
北大的AMS加速器为EN型串列静电加速器，其高端电压为6MV。
加速器高压头部装有电子剥离器，注入的负离子经剥离后转变为 正离子。
进行14C测量时，端电压一般选用3MV，此时选择3+电荷态，可以 得到较高的剥离效率。
EN型串列静电加速器
IS——离子源 EL——单透镜 PA——预加速段 ST——导向器
EN型串列静电加速器
串 列 AMS 系 统 —— 离 子 源 、 注 入 系统、串列加速器、高能分析系统 、重离子探测器、数据获取系统
北京大学加速器质谱计装置示意图
IS——离子源 EL——单透镜 PA——预加速段 ST——导向器 SL——缝 FC——法拉第杯 GL——间隙透镜 IM——注入磁铁
加速器质谱测量129I方法的改进
源。然而更重要的是 ， 作为一种裂变产物 ， 核试
况下 ， 测得卯Ｍｏ ￣ Ｏ－和 Ｉ 的束 流大小示 于 表
１
导‘ 搋束
图 １ 筑波大学测 量 Ｉ Ａ 的 ＭＳ系统
图 ３ 静 电偏转板 表 ｌ Ｉ－ Ｃ 与 束流 中心距离不 同测得 ＳＦ ２ ” Ｏ 和 Ｉ Ｍｏ ￣ － 一的束流
了一 套 对 Ｉ 进 的 测 量 方 法 ， 对 日本 原 子 。改 并 能研 究 院 （ａａ ｏ ｃＥ ｅｇ ｅｃ 称 ＪｐｎＡｔｍｉ ｎｒｙＡｇｎｙ简
Ｉ１Ｔ １４ ｓ ３ ｅ ３ 等放射性核素 ， Ｚ Ｃ 其中的 Ｉ 。 估计为 １ ３ ｇ（ Ｘｌ。 ｔｍｓ［ ．ｋ ６ ｏ ） Ｏａ 。随着 ５ 多年来核试 Ｏ
验 及核 设施 释 放 大量 的 Ｉ人 工 生 成 的 Ｉ已 。， 。
成为现代环境 中 Ｉ 。 的主要来 源。例 如 ，９ ６ １ ８ 年 ４月 ２ ６日发生在原苏联切尔诺 贝利核 电站 的事故， 向环境释放 出大量 Ｘ 、 Ｋ 、 、。 。 ｅ踮 ｒ¨ Ｉ
高灵敏度测量 Ｉ 。 的唯 一有效 的方法和手段。 本工作 利用 日本筑波大学 的 Ａ ＭＳ系统， 设计
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析磁铁 、 。 ８静电分析器 、 开关磁铁、 半导体探测 器以及我们设计制作 的静电偏转板等组成 。图
１ 日本 筑 波 大 学 用 来 测 量 Ｉ的 ＡＭＳ装 置 是 。
图。样 品形式 为 Ａｇ 。在 Ａｇ 样 品 中加 入少 量 Ｉ Ｉ
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