千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环
兰州重离子加速器冷却储存环
摘 要 ： 兰 州 重 离 子 加 速 器 冷 却 储 存 环 ＨＩ Ｌ Ｃ Ｒ， 一 个 多用 途 、 功 能 的双 冷 却 储 存 环 同 步加 速器 ＲＦ — Ｓ 是 多
系统， 由主 环 Ｃ Ｒ 和 实 验 环 Ｃ Ｒｅ 成 ， 以兰 州 重 离 子 级 联 回旋 加 速 器 ＨＩ Ｆ Ｓｍ Ｓ 构 并 Ｒ Ｌ作 注 入 器 。Ｃ Ｒ 利 用 高 频 Ｓ 变 谐 波 的方 法 ， 重 离 子 束 的 能 量 从 ７ ２ Ｖ ｕ同 步 加 速 到 ２０ １０ ０Ｍｅ ｕ 同 时利 用 重 离 子 储 存 环 中 将 ～ ５Ｍｅ ／ ０ ０ Ｖ／ ，
中 图分 类 号 ： Ｔ ５ Ｌ６ 文献标志码 ： Ａ
兰州 重离 子加 速器 冷却储 存 环 （ Ｒ Ｉ Ｃ Ｒ）１， 国家 “ ＨＩ Ｆ Ｓ ［ 属 － ３ 九五 ” 重大 科 学 工 程 项 目。２ ０ ０ ８年 通 过 国 家验 收并 投入 运行 。ＨＩ Ｆ Ｓ Ｒ Ｉ Ｃ Ｒ总体设 计 思想 是 ： 取级 联 回旋加 速器 与 双 冷却 储存 环 同步加 速 器 的独 特组 合 ， 一 采
空 心 电 子束 冷却 技 术 将 束 流 品 质 提 高 １个 数 量 级 ， 通 过 储 存 环 的 快 引 出 及 慢 引 出 ， 供 多种 类 的 重 离 子 束 以 并 提
及 放 射 性 次 级 束 （ Ｉ ｓ ， 开展 范 围更 广精 度更 高 的 物 理 实 验 。该 装 置 于 ２ ０ 年 投 入 运 行 ， ＲＢ ）以 ０７ 已取 得 了重 要 的
个 主 环 Ｃ Ｒｍ 和 一 个 实 Ｓ
一
验环 Ｃ Ｒ Ｓ ｅ构 成 。 Ｈｌ Ｌ ＲＦ
参观兰州重离子加速器有感
参观重离子加速器有感——兰州33中高二作文摘抄编者按：今年5月下旬，我所的科技活动周吸引了大批青少年学生前来参观。
随后，兰州33中的老师送来了高二年级学生们以“参观重离子加速器有感”为题所作的部分作文，反映了他们参观后的感想。
高中物理课本有章内容简单介绍了有关粒子加速器的原理，可是它具体是什么结构，有什么用途，并没有特意说明，从而给离子加速器朦上一层神秘的面纱。
它究竟是什么样的？为什么要加速离子?它是用来做什么的？带着许多疑问，我们今天有幸来到了兰州重离子加速器国家实验室，参观并了解了有关重离子加速器的知识。
一走近重离子加速器实验大楼，外墙上一幅五顔六色的核素图首先吸引了我们的眼球，使我们产生了愈加强烈的好奇心。
走进实验室，热情的实验室老师就带领我们来到了一个加速器模型前。
加速器结构复杂，主要有五个大的区城：第一区城是离子源，这里是要加速的离子产生的地方；第二区城是一台注入器，这里是给离子初步加速的地方；第三区城是主加速器，是一台大型回旋加速器；第四区域是主环，是一台跑道型的环形加速器，储存、冷却和进一步加速离子；第五区城便是实验环，在这里科研人员进行科学实验研究。
老师介绍了有关重离子加速器的用途，可以进行各种科学研究，合成新的核素；还可以用重离子治疗癌症患者，而对其健康组织损伤很小，这就解决了目前放射治疗的不足之处，给患者带来了福音；高速重离子还可以检验高强度的材料，如神舟载人飞船上的有关材料，都拿到重离子实验室，进行了有关质量和抗射线性能的测试……在接下来的现场参观中，同学们一直都津津有味地听着，看着结构复杂的加速器，对研究人员更加敬佩，从中也看到了自己知识的薄浅。
我们要努力把理论与实践结合，要有严谨的科学态度，要有研究人员刻苦钻研的精神。
同学们个个若有所思的走出了实验器，都意识到了未来的路还很长。
在这漫长的道路中，我们还有很多事要做。
——袁鑫生活在兰州十几年，竟不知兰州还有如此壮观的重离子加速器，对此我感到万分惭愧。
兰州重离子加速器国家实验室：走进科研国家队共赴一场“科学之约”
兰州重离子加速器国家实验室：走进科研国家队共赴一场“科学之约”1. 引言1.1 兰州重离子加速器国家实验室：走进科研国家队共赴一场“科学之约”兰州重离子加速器国家实验室（以下简称“兰州重离子实验室”）作为中国科研领域的重要机构之一，一直致力于加速器科学研究和人才培养。
走进兰州重离子实验室，就像走进科研国家队，和众多科研精英共同追逐“科学之约”。
在兰州重离子实验室，你将见识到最先进的加速器设备和仪器，感受到科学家们不懈的探索精神。
这里汇聚了国内外顶尖研究人才，他们在核物理、高能物理、加速器物理等领域取得了许多重要的科研成果。
兰州重离子实验室不仅是科研国家队的一部分，更是科学之约的见证者和实践者。
通过科学之约，我们不仅可以深入了解加速器实验室的研究成果和价值，还可以体会到科学对人类进步的巨大贡献。
走进兰州重离子实验室，就像踏上了一场科学之旅，让我们共同探索未知领域，共同开启科研之路，共同筑梦科学未来。
2. 正文2.1 兰州重离子加速器国家实验室简介兰州重离子加速器国家实验室（以下简称“兰州实验室”）是中国科学院下属的国家重点实验室，位于甘肃省兰州市。
该实验室建立于1986年，是中国第一个重离子加速器实验室，也是亚洲第一个具有重离子加速器的实验室。
兰州实验室的建设是为了满足中国科学家对重离子加速器的需求，开展重离子物理和核物理等领域的研究。
兰州实验室拥有多台重要的实验装置，其中包括国内唯一的重离子加速器HIRFL（Heavy Ion Research Facility in Lanzhou）和中子二次飞行时间谱仪等。
HIRFL是兰州实验室的核心设备，是一个由多个环形加速器和同步加速器组成的复杂系统，能够提供不同能量的重离子束流。
这些装置的建设和运行，为科学家提供了一个优质的科研平台，促进了国内外的科学合作与交流。
兰州实验室在重离子物理、核物理、原子核结构等领域取得了许多重要的科研成果，包括发现新的核素、研究核反应和核结构等。
兰州加速器冷却储存环的意义(优选)word资料
兰州加速器冷却储存环的意义(优选)word资料兰州重离子加速器冷却储存环的科学意义2021-10-28 | 【大中小】【打印】【关闭】1990年代初，随着国际重离子物理特别是放射性束物理的发展，近物所经过广泛调研，提出了在兰州重离子加速器上续建冷却储存环（HIRFL-CSR）的方案，并经过多次论证和优化。
这个方案，将放射性核束与高品质稳定核束技术相结合，将重离子束能量提高到高能低端，在总体设计上确保了CSR在未来一二十年的国际先进性。
“储存”是什么意思呢？简而言之，在有储存环加速器之前的加速器加速的离子（重离子、α粒子和质子）打靶都是“一次性”的，即与靶核发生核反应，研究人员通过探测反应产物来研究原子核；或者入射离子湮没在靶子里，用以研究新材料、培育作物优良新品种，等等。
如果我们用的是很薄的气体靶，入射离子打靶之后，有些离子的形态即能量、方向基本上没有什么变化，让这些离子通过偏转磁铁改变运动方向，比如偏转22.5○，那么，16台这种磁铁沿同一方向偏转，就可以使这些离子偏转360○，即可以回过头来第二次、第三次、……打靶。
这样循环往复，每秒钟可以打靶几百万次、上千万次，相当于把离子“储存”在这种环形加速器的真空管道当中了，达到了提高实验亮度的目的。
当然，这些离子是有一定储存时间的，由于各种原因，它会逐渐损失一部分，我们可以每过一段时间重新注入补充束流。
这就是“储存”最基本的概念。
“冷却”就是在环形加速器的某个直线段中，引入一束能量非常单一、准直得非常好的电子束，我们调节电子束的速度，使其与原来在真空管道中运行的重离子束的速度相等，这时电子与重离子相对静止，相当于重离子处在与其同方向同速度的电子云雾之中一起运动，通过近距离的库仑相互作用，电子吸收了重离子的横向动量，同时压缩了重离子束团的纵向长度。
从热力学的观点来讲，相当于温度很低的电子把温度很高的重离子束冷却了，使其动量分散大大降低，占据的相空间变小，从而可以腾出空间储存更多的重离子束团。
兰州重离子加速器冷却储存环主环二极铁电源设计
兰 州 重 离 子 加 速 器 冷 却 储 存 环 主 环 二 极 铁 电 源 设 计
陈又新 ， 燕宏斌 黄玉珍 ， 王进军 ， 周忠祖 ， ，
丁军怀。 高大庆 ， 原有进 夏佳文 ， 王有云。 ， ，
（． 中国 科 学 院 近 代 物 理 研究 所 ，兰 州 ７ ０ ０ ； ２ 中国 科 学 院 研 究 生 院 ， 京 １ ０ ４ ； １ ３０ ０ ． 北 ０ ０ ６ ３ ．天 水 电气 传 动研 究 所 ，甘肃 天 水 ７ １２ ） ４ ０ ０
＊ 收 稿 日期 ： ０ ９ ０ —４ ２０ —７１ ；
修 订 日期 ： ０ ０Ｏ — ５ ２ １一１１
作 者 简 介 ： 又新 （９ ３ ） 男 ， 士 ， 陈 １７一 ， 硕 高级 工 程 师 ， 要 从 事 加 速 器用 特 种 电源 研 究 ；ｙｘｎ ｉ ｅｓａ．ｎ 主 ｃ ｉ＠ ｍｐａ． ｃｃ 。
得整 个控 制器 简单 明晰 ， 现 了以小带 大 、 实 以快带 慢 的 目标 。本 文将 详细 讨论 此 电源 的整 体技 术方 案 。
１ 电源 主 要 技 术 指标 和 工作 波形
此 电源要求 能够 工作 于直 流稳 流工 作 模式 和脉 ３ｏ ０ｏ
冲工 作模式 。由于 负 载 为 感 性 负 载 ， 在 脉 冲工 作 其 模式 下 的理 想输 出 电压和 电流波形 如 图 １ 示 。 所
摘 要 ： 主环 二 极 铁 电源 是 兰 州 重 离 子 加 速 器 冷 却 储存 环 （ Ｒ Ｌ Ｃ Ｒ 工 程 的关 键 设 备 和 指 标 要 求 最用 了独 特 的拓 扑 和 控 制 策 略 。为 满 足 峰 值 功 率 ３ １ 采 ． ５ＭＷ （ Ａ，． ５ｋ 的输 出能 力 和 快 脉 ３ｋ １ ４ Ｖ） 冲 要 求 ， 用 了 晶 闸管 整 流 并 联 脉 宽 调 制 补 偿 单 元 的 主 电 路拓 扑结 构 和特 殊 的控 制 方 式 ， 套 综 合 方 案 确 保 电 采 这 源 满 足 了 全 部 技 术 指标 。本 文介 绍 了该 拓 扑 结 构 的原 理 和 优 势 ， 论 了 为满 足 ±２ ０ 的 跟 踪误 差 的 要 求 而 讨 ×１ 采 用 的 控 制 拓 扑 和 双 基 准 给 定 的 原理 ， 简 介 了 调 试 过 程 和 近 年来 的运 行 和 改进 情 况 。 并 关 键 词 ： 脉 冲 二 极 铁 电 源 ； 晶 闸管 整 流 器 ； 脉宽 调 制补 偿 单 元 ； 控 制 策 略
兰州重离子研究装置实验终端介绍
RIBLL1 已为国内外用户提供了多种短寿命放射性核束，开展了 一系列放射性核束物理研究，取得了一批重要成果，比如证实了一批 具有质子晕、中子晕结构的奇异核素，首次研究了 裂机制，8B 弹性散射等。 11.放射性束流线 2 号线外靶终端 放射性束物理是当前核科学最具活力的前沿研究领域之一， 而放 射性束流线 2 号线外靶终端（CSRm-ET3）正是促进这一研究的强有 力工具。终端拥有包括大接收度偏转磁铁和中子阵列探测器、CsI 阵 列 Gamma 探测器、带电粒子径迹（MWDC）及飞行时间阵列探测器 等大型探测设备及配套的先进电子学和获取系统， 可以同时实现对带 电粒子、中子和 gamma 等的高精度探测。利用 CSRm 提供的中高能 重离子束流或 RIBLL2 产生的次级束流， 在终端可以实现核反应产物 的完全动力学测量， 从而开展以短寿命核素性质及反应机制和核物质 性质为主的实验研究工作，促进相关领域的研究发展。 12.CSRe 原子质量谱仪 CSRe 原子质量谱仪（CSRe-AMS）于 2007 年建成，它包括 3 套 高精度的飞行时间探测器系统、2 台采样率分别为 80GHz 和 100GHz 的数字示波器、1 套谐振腔型肖特基探测器系统以及基于 GPU 并行 运算的在线数据处理系统， 主要用于短寿命放射性核素的精确质量测 量。 近代物理研究所核质量测量团队利用 CSRe-AMS 已开展多项等 时性质量测量实验。 2013 年始， 在 CSRe 直线段加装了两套飞行时间 探测器，使 CSRe-AMS 实现对离子飞行速度的直接测量，并提高对 储存离子的回旋频率分辨能力；发展电子冷却技术，在非等时性模式 下， 利用肖特基探测器实现短寿命核素的精确质量测量和衰变性质测 量。
HIRFL 实验终端信息表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 简称 TR0 高能微束装置 TR1 原子物理实验终端 TR2 充气反冲核谱仪 TR3 高温-应力材料辐照效应实验终端 TR4 浅层治疗及生物辐照终端 TR5 单粒子效应实验终端 TR6 核孔膜辐照终端 TL1 在束 γ 实验装置 SFC-T1 中能辐照终端 RIBLL1 放射性束流线 1 号线 CSRm-ET3 放射性束流线 2 号线外靶终端 CSRe-AMS CSRe 原子质量谱仪 CSRe-IT CSRe 内靶 X 射线装置 CSRm-ET2 核数据实验终端 CSRm-ET1 深层治疗及高能生物医学辐照终端 CSRm-DR CSRm 双电子复合实验装置 CSRe-DR CSRe 双电子复合实验装置 介质环境材料辐照协同效应实验终端 SFC-T2 SFC-T3 核化学实验终端 CSRe CSRe 通用实验终端
兰州重离子加速器国家实验室(图)
兰州重离子加速器国家实验室(图)兰州重离子加速器HIRFL总体示意图在电影《非诚勿扰》中，孙红雷饰演的李香山得知自己患上不治之症黑色素瘤后，以自杀的方式结束了自己的生命。
如果该片导演知晓重离子的疗效，这部电影的结局可能要重写。
从癌症治疗，到核物理研究、新核素合成、太空芯片检测……中科院兰州近代物理所(以下简称近物所)的科学家们依托重离子加速器的大科学平台，在西北大地上奏响一曲前沿科学与应用研究的“交响乐”。
“给大象治疗癌症”“我们这个加速器都可以给大象治疗癌症了。
”近日，在兰州重离子加速器国家实验室(HIRFL)，近物所所长肖国青指着一台像CT机一样的白色试验终端向走进中科院大科学装置的记者一行人介绍说。
他解释说，如果重离子达到每核子400兆电子伏特，就可以达到30厘米的穿透力，可以治疗人体深层肿瘤。
而该加速器产生的重离子已达到每核子1000兆电子伏特，穿透力在1米以上。
当前，我国每年新发癌症病例约320万，因癌症死亡约250万。
重离子放射为采用常规放化疗和手术难以治愈的癌症患者打开了一扇新窗户。
“尽管重离子也是一种射线，但是与当前医院里的X射线和γ射线相比，对人体副作用会小得多。
”HIRFL医学物理研究室主任李强告诉《中国科学报》记者。
他解释说，重离子治癌的最大优势来源于倒转的深度剂量分布。
常规射线会随着深度增加呈现指数衰减的形式，而重离子束进入身体后能量损失小，仅在最终停下的位置才会释放大部分能量，形成尖锐的剂量峰“布拉格峰”。
因此，在斩灭“癌魔”的同时，对周围正常组织和敏感器官的副作用小得多。
“重离子只需要X射线剂量的1/3就可杀死癌细胞。
同时，重离子治疗一个疗程只需要几天，最多至12天，远远低于放化疗的一个多月。
”李强说。
据介绍，HIRFL现有深层和浅层治疗两个临床治疗终端，目前共治疗216例病人，包括皮肤鳞癌、基底细胞癌、肺癌、肝癌以及当今医学界最头疼的黑色素瘤，局部控制率在80%以上，使我国成为世界上第四个掌握重离子治癌技术的国家。
兰州重离子加速器冷却储存环电子冷却高压电源
３ ０ｋ ３ ０ Ｖ高压 电源结构
３ ０ Ｖ高 压 电源 是 电子 冷 却 主 电源 ， ０ｋ 其 结 构 框 图如 图３ 示 。 图 中 ，２ ｋＨｚ 半 所 ０ 的
ｌ 灯丝 电源 一 ２ 栅 极 电源 ３ 阳 极 电源 ４ 抑 制极 电源 ５ 收 集 器 电源 一 一 一 一
第 １卷第２ ４ 期 ２ １ 年２ ０ １ 月
电 涤 技 应 阕
ＰＯＷ ＥＲ ＵＰＰＬＹ Ｓ ＴＥＣＨＮ ＯＬＯＧＩ ＥＳ ＡＮ Ｄ ＰＬＩ ＡＰ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １１ ． Ｆｅ ０１ ｂ２ ｌ
兰州重离子加速器冷却储存环
电子冷却高压 电源
Ｔ ＡＮＧ ｎ ＹＡＮ ｉ ｉ Ｙｏ ｇ ． Ｔａｌ ａ
（．ｎ ｔｕｅｏ ｄ ｍ ｈ ｓ ｓ Ｉ ）Ｃ ｉｅｅ ａ ｅ ｆ ｃｅ ｃ ｓＬ ｎ ｈ ｕ７ ０ ０ ，Ｃ ｉａ １ Ｉｓｔｔ ｆ ｉ Ｍｏ ｅ Ｐ ｙ ｉ （ ｃ ＭＰ ， ｈｎ ｓ Ａｃ ｄ ｍｙｏ ｉ ｅ， ａｚ ｏ ３ ０ ０ ｈｎ ） Ｓ ｎ
１ 电子冷却 电源结构
收稿 日期 ：２ １－ ８ ６ ０ ０ ０ —１
２６
图ｌ 电子 冷却 电源结 构框 图 ，电子枪 产生 的 为
技 术 应用 ・ 特种 电源
器 等件 构成 ，远 程 计 算 机 通 过 网络 对 电源 实 现远 程 控 制 。 电源 输 出监 测 信 号 实 时 回读 到 监 控 界 面反 应 电源 工 作 状 态 及 对 故 障 电源 报
６ ３Ｏｖ — ０ ｋ 电源 ７ 冷 却段 真 空 管 道 ８ 电子 束 一 一
桥 式 功 率 变 换 器 以 ＰＷ Ｍ 控 制 器 和 大 功 率
Ｉ Ｔ为核 心 的 ，Ｉ Ｂ ＧＢ Ｇ Ｔ采 用 西 门子 Ｂ Ｍ５ ＧＢ Ｓ ０ １０ ２ ＤＮ２ 率 模 块 ，Ｉ 功 ＧＢＴ的驱 动 模 块 为 三
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环
夏佳文;周忠祖;张伟;杨建成;毛瑞士;杨雅清;冒立军;詹文龙;原有进;刘勇;徐瑚珊;高大庆;赵红卫;肖国青;杨晓东
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2009(043)0z1
【摘要】能量达千兆电子伏的兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个集加速、累积、电子冷却及内外靶实验于一体的多功能双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子回旋加速器系统HIRFL作注入器.CSR将重离子束的能量从兆电子伏提高到千兆电子伏,同时利用空心电子束冷却技术将束流的动量分散及发射度降低1~2个数量级,并提供多种类的高电荷态重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展更高精度的物理实验及更广范围的应用研究.兰州冷却储存环于2006年建成并投入运行,实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs 的产生与收集以及重离子束的快慢引出,并实现了高能重离子束的空心电子束冷却,使得重离子束的动量分散降低到10~(-5)量级,而发射度收缩到0.1 πmm·mrad以下.同时,完成了短寿命近滴线核素的高分辨质量测量物理实验及高能重离子束深层治癌的临床应用实验.
【总页数】9页(P150-158)
【作者】夏佳文;周忠祖;张伟;杨建成;毛瑞士;杨雅清;冒立军;詹文龙;原有进;刘勇;徐瑚珊;高大庆;赵红卫;肖国青;杨晓东
【作者单位】中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰
州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000;中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰
州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】TL56
【相关文献】
1.千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环 [J], 夏佳文;詹文龙;原有进;刘勇;徐瑚珊;高大庆;赵红卫;肖国青;杨晓东;周忠祖;张伟;杨建成;毛瑞士
2.兰州重离子加速器冷却储存环中电子冷却性能 [J], 杨晓东;毛瑞士;赵铁成;李朋;张玮;殷达钰;柴伟平;贾欢;郑文亨;张小虎;李杰;冒立军;李国宏;马晓明;晏太来;宋明涛;原有进;杨建成
3.兰州重离子加速器冷却储存环主环二极铁电源设计 [J], 陈又新;王有云;燕宏斌;黄玉珍;王进军;周忠祖;丁军怀;高大庆;原有进;夏佳文
4.兰州重离子加速器冷却储存环电子冷却高压电源 [J], 马晓明;杨晓东;冒立军;李杰;李国宏;唐勇;晏太来
5.国家‘九五’重大科学工程“兰州重离子加速器冷却储存环HRFL-OSR”磁铁室主任、近物所控股公司兰州科近泰基新技术有限责任公司总经理袁平 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。