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维普资讯 l22 中国原子能科学研究院年报 2007 BRIF—ISOL系统束流剖面仪 (BPM)实验研究 马鹰俊，崔保群，马瑞刚，唐 兵，姜 冲，蒋渭生 在串列升级工程中，放射性核束束流强度很弱，一般强度为 104~10加s_。，束流参数和束流品 质无法用常规的电子学方法测量，需要特别的方法测量。为了解决这个问题进行顺利的调束工作， 设计了一种利用闪烁晶体受激发射荧光获取束流信息的剖面仪 (BPM)，其工作原理示于图1。 图1 BPM 组成示意图 (1)998pA (2)478pA (3)122pA 图2 束斑图片 注入 30keV的质子束，束斑面积约 8．56mm (1)——7×10S1．mm ；(2)——3．3x10S1mill ：(3)——8．6x107S-I~inot一 在闪烁晶体中，产生 1个光子的平均能量约为 10～100eV,对于 100keV能量的离子，就可 以 产生约 10个光子，相对于它所带的电荷量，信号相当于放大了近千倍 。在该束流剖面仪 (BPM) 中，束流直接轰击闪烁体晶体 (如CsI或LSO)产生发光，再利用高光敏度的CCD摄像头来取得 发光的图像，就可以直观的得到束流的包络大小和形状，以及束流的截面分布信息等 。这对于 ISOL 束线用稳定核束 (约 A～I 量级)调试或放射性核束的调束都非常重要。 2007年，开展了BPM 的初步实验，在实验中采用碘化铯 (CsI：T1)闪烁晶体来产生荧光，图 像的获取采用WAT-902H2(0．00031ux)CCD摄像头，和V510黑 白图像采集卡 。利用 30keV质子束 维普资讯 重大核科学工程 ·HI．13串列加速器升级工程 123 轰击CsI晶体，可以获得束流图像信息的流强响应下限是 10S-1．iilin-2(图2)，而且用相同能量的 氩 ( )束也得到了接近的结果。在 ISOL束线上分析缝处的束斑大小都小于 2mln，此位置上调 束时稳定核束束流密度约为 10 S-1．mln_。，而典型的放射性核束的束流密度则为 106S-1．Ini-n～，这 个结果已经可以保证在利用稳定核束调试 ISOL系统时的使用了。在随后的实验中，将采用光敏感 度更高的CCD或是像增强器，以及发光效率更高的闪烁 晶体，可 以将测量下限再提升 2～3个量级， 以便用于放射性核束的调试 。 串列升级工程在线同位素分离器 (BRlF—IS0L)工程进展 崔保群，马鹰俊，马瑞刚，唐 兵，黄青华，姜 冲，蒋渭生，邓金亭 2007年，串列升级工程在线 同位素分离器的工程全面开展，并重点解决 BRIF—ISOL的关键的 技术问题。主要开展了以下几方面的工作。 1)靶源 的机械设计方面，开展了离子源引出系统的优化设计，已获得 了初步的结果。针对靶 源处理方案这一关键技术 问题，优化设计 了完全遥控操作实现靶源及其附近元件安装及拆卸的方 案。完成了自动对接方案并准备开展实验验证 。确定了靶源真空室使用 LD31作为结构材料，降低 中子对真空室的活化水平 。靶源处理室正与供货商沟通，准备签订设计加工合 同。 2)在磁铁方面，完成了BRIF—ISOL上 7块二极磁铁及其真空盒的设计，准备向供货商询价订 货。为满足系统对二极磁铁均匀性的要求，开展了磁场垫补方法的验证实验，测试 了一次二次及三 次线圈的工作特性，针对实验中存在的问题，正在研究解决措施 。确定了磁场测量装置 的技术方案， 已联系供货商，具备采购条件 。 3)透镜方面，计算了多极透镜的电场分布，开始 了透镜的结构设计 。 4)束流监测方面，完成了 50keV 发射度仪的装配 图设计、多丝束剖面仪的装配