HIRFL

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HIRFL—CSR离子泵电源控制系统设计

器，由转换器将ＴＣＰ／ＩＰ数据格式的命令转换
为ＲＳ２３２串口数据后送人ＭＳＰ４３０控制器。ＭＳＰ４３０根据相应的命令控制电源的启停操作以及控制ＭＡＸ５４９５输出相应的模拟电压信号，最终作用于离子泵电源。同时，ＭＳＰ４３０检测离子泵电源的相关信息如开关量、当前电压电流值以及过流过压状态等等，并将这些信息传回远端ＩＰＣ进行实时在线监测。当系统出现异常情况时，系统将会发出警报，并实现连锁保护，保证了系统的稳定性和可靠性。每个控制
泵电源工作的长期稳定性和极高的可靠性，需
要使用性能优越的控制器，特别是电源的给定
性能。通常选用元器件的精度及其温漂等因素会直接影响电源整体性能指标，普通器件构成
的控制器可能无法满足其精度要求。针对这种情况，本设计选用１０位双通道线性变化的数字
究生，从事核数据获取及自动控制研究。
器都可以设置唯一的地址码，通过ＲＳ４８５总线
成本。
实现多个控制器级联功能，简化现场安装、降低
图１系统结构框图
２控制器设计
本控制器主要包括电源电路、ＤＡＣ输出电
路、ＡＤＣ输入电路、驱动电路、ＲＳ４８５接口电路以及启停控制状态监测电路等。控制器实物如
国家“ 九五” 重大科学工程兰州重离子加
速器一冷却储存环（ＨＩＲＦＬ—ＣＳＲ）是一个大型综合性工程。真空系统是加速器调试和运行的重要条件，而离子泵电源又是真空系统的重要组成部分 … 。这些电源中不仅有数字接口… 还有模拟接口。为了完成对模拟接口离子泵电源的控制，设计了本控制系统。为了保证离子

2023届广西南宁市武鸣区第三中学高三下学期三模物理试题(含解析)

2023届广西南宁市武鸣区第三中学高三下学期三模物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________A．大小为0B．方向水平向左，大小为C．方向水平向左，大小为A．0.5mv02B．mv024．地球表面重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为C ．第2s 内位移为2mD ．此物体的平均速度一定是2m/s二、多选题6．如图所示，一小水电站，输出的电功率为20kW P =，输出电压0400V U =，经理想升压变压器1T 变为2000V 电压远距离输送，输电线总电阻为10Ωr =，最后经理想降压变压器2T 降为220V 向用户供电。

下列说法正确的是（）A ．变压器1T 的匝数比12:1:5n n =B ．输电线上的电流为50AC ．输电线上损失的电功率为25kWD ．变压器2T 的匝数比34:95:11n n =7．如图所示，当K 1、K 2均闭合时，一质量为m 、带电荷量为q 的液滴，静止在电容器的两平行金属板AB 间，现保持K 1闭合，将K 2断开，然后将B 板向下平移一段距离，则下列说法正确的是（）A ．电容器的电容变小B ．A 板的电势比电路中Q 点的电势高C ．液滴仍保持静止D ．液滴的电势能增大8．如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A 和B ，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A 上，开始时小球与钉子A 、B 均在一条直线上（图示位置），且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v 0在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是（）A．小球的线速度变大B．小球的角速度变小C．小球的向心加速度变小D．细绳对小球的拉力变小9．关于热力学定律，下列说法正确的是（）A．气体向真空的自由膨胀是不可逆的B．理想气体在等温膨胀过程中从外界吸收的热量全部用于对外做功C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能10．一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点O，t = 0时开始振动，3s时停止振动， 3.5 s时的波形如图所示，其中质点a的平衡位置与O的距离为5.0m。

利用hirfl加速的重离子获得半导体器件的σ-let曲线

利用hirfl加速的重离子获得半导体器件的σ-let曲
线
"利用HIRFL加速的重离子获得半导体器件的σ-let曲线" 这句话指的是利用中国超强放射性同位素研究中心（HIRFL）提供的加速重离子，对半导体器件进行辐照实验，并测量和分析由此产生的σ-let曲线。

HIRFL是中国的一个大型核科学研究设施，用于进行重离子束流的研究和应用。

重离子是指质量较大的原子核，例如氦、碳、氧等。

这些重离子在HIRFL中被加速到高能量，然后用于各种实验和应用。

σ-let曲线是一种描述辐射损伤的物理量，它表示了半导体器件中由于辐射引起的电导率变化。

通过测量和分析σ-let曲线，可以了解半导体器件在辐射环境下的性能退化、可靠性问题以及潜在的失效机制。

这对于研究半导体器件的抗辐射性能、航天、通信等应用领域非常重要。

总结来说，"利用HIRFL加速的重离子获得半导体器件的σ-let曲线" 具体指的是利用HIRFL加速的重离子对半导体器件进行辐照实验，并测量和分析由此产生的σ-let曲线，以研究其抗辐射性能和可靠性。

离子源及加速器的国内外发展简介

离子源及加速器的国内外发展2.1离子源及其主要类型离子源是加速器的重要部件，它的目的是将样品物质电离成带电地原子离子或分子离子。

其工作原理为：热发射或者场致发射产生电子后在放电室内部被加速，得到能量，然后电子开始撞击气体分子使气体分子发生离解、电离，然后形成等离子体(等离子体离子源)，最后用引出系统在等离子体中引出离子束。

离子源应该具有电离效率高，聚焦性能好，离子初始能量发散小，传输效率高，离子流稳定等特点。

根据不同使用条件以及用途，目前已研制出多种类型的离子源。

使用比较广泛的就有弧放电离子源、PIG离子源、双等离子体离子源和双彭源。

这些离子源都是以气体放电为基础的，因此常被统称为弧源。

高频离子源却是利用稀薄气体进行高频放电来令气体电离，一般都用来生产低电荷态的正离子，有时也生产负离子，用作负离子源来使用。

而新型的重离子源的出现，使得重离子的电荷态得到显著提高，其中比较稳定的有电子回旋共振离子源(ECR)以及电子束离子源(EBIS)。

负离子源性能较好就有转荷型以及溅射型两种在一定条件下，以气体放电作为基础的各类离子源，都可以提供一部分的负离子束流。

图2.1离子源①高频离子源图2.2高频离子源利用稀薄气体中高频放电使气体发生电离，主要产生低电荷的正离子，不过有时候也生产负离子。

在高频电场之中，自由电子与气体中地原子发生（或分子）碰撞，最后发生电离。

从而带电粒子倍增，最后形成无极放电，生产了大量的等离子体。

高频离子源的放电管通常使用派勒克斯玻璃或者石英管来制造。

高频场则可以由管外螺线管线圈来产生，也可以使用套在管外的圆形电极产生。

前者通常称为电感耦合，后者则称之为电容耦合。

高频振荡器的频率通常为10〜10Hz,输出功率则可以达到数百瓦或以上。

从高频离子源中引出离子的方法主要有两种，其一是在放电管顶端插入一根钨丝来作为正极，而在放电管的尾端则安装一个带孔地负电极，并将该孔做成管形，方便从中引出离子流。

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。

中国四大加速器

BEPC自1990年建成运行以来，迅速成为在20亿到50亿电子伏特能量区域居世界领先地位的对撞机，优异性能为我国开展高能物理实验创造了条件，取得了一批在国际高能物理界有影响的重要研究成果。如：τ轻子质量的精确测量、发现“质子-反质子”质量阈值处新共振态、发现X新粒子等；同时，BEPC“一机两用”，成为我国众多学科的同步辐射大型公共实验平台，取得了包括大批重要蛋白质结构测定在内的重要结果。
谱的研究方面有更深入的了解或有所突破，为检验和发展强作用的QCD理论作出重要贡献（2）核探测技术和快电子学完成BESIII的研制和调试，研究其未来改进方案；研制大亚湾实验的探测器与读出电子学，研究未来发展的关键技术。研发满足高能物理数据处理需要的跨平台SAN高速网络计算环境，对关键技术进行可行性测试。
北京正负电子对撞机由电子注入器、储存环、探测器、核同步辐射区、计算中心等5个部分组成。正、负电子在其中的高真空管道内被加速到接近光速，并在指定的地点发生对撞，通过北京谱仪记录对撞产生的粒子特征。
科学家通过对这些数据的处理和分析，进一步认识粒子的性质，从而揭示微观世界的奥秘。
2、研究目标（1）基于BEPC的科学研究开展国际前沿的t-粲物理研究，全面更新权威的《粒子物理手册》中的有关数据，期望在胶球和混杂态寻找以及轻强子
具有极短寿命的滴线核束，同质异能态核束以及高离化态重离子束)、束流品质高、准连续运行、能量可调等优点，并可用作高灵敏、高分辨谱仪。
HIRFL-CSR建成后，与德国GSI、法国GANIL和日本 RIKEN等同属世界级的先进装置。这个大科学工程建成后，将为中国核物理、强子物理、原子物理和高能量密度物理的基础研究和重离子辐照材料、生物(重离子治癌) 及空间辐射等应用研究提供先进的实验条件。

原子核基本知识简介

全部裂变所释放出可利用的核能，
约相当于 2500t 标准煤燃烧所释
放出的热能！ (2) 1954年6月27日, 第一座功率为
5000 千瓦的核电站在前苏联建
已提纯的 235U, 准备再加工为实弹弹头
成，功率为 60 兆瓦。立陶宛大约82％的电靠核电，此比
例为世界之最。
(3)秦山核电站是我国于1991年自行设计并建成的，其功率为
T ln2 λ
τ 1 T λ ln2
说明
(1) 平均寿命为衰变常量的倒数，是半衰期的 1.44 倍
(2) 经过时间后，剩下的原子核数约为原来的 37％ 17
4. 放射性活(强)度 I 一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数
I d N d tN I 0 e t
I0 = N0 为 t = 0 时放射源的强度。常用单位居里 (Ci)，国际
偶-偶核的自旋量子数都等于零
奇-奇核的自旋量子数都等于非零整数
(3)核奇自A旋核的PI 自在旋给量定子方数向都的等投于影半为整m数I
mI 为原子核的磁量子数，取值 I, (I–1), … , – (I–1), –I
2. 原子核的磁矩
I g IP I2 m ep g I II 1 2 e m p g I II 1 N
最大可能值为 'I gIIN。
(4) 质子的磁矩几乎是核磁子的三倍，而中子具有负磁矩，数值约为核磁子的两倍。这表明不能把质子和中子看成
是无内部结构的粒子。
(5) 氘核的磁矩虽然非常接近于质子磁矩和中子磁矩之和，但并不完全相等，其它原子核的磁矩也是如此，都不等
于组成它的所有核子磁矩之和。这一事实说明核内各核
子间存在着复杂的相互作用。
8

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。

新型HIRFL—800低温泵的设计及热负荷的计算

８０低温泵的设计方案。０
主题词
低温泵
抽速
热负荷
辐射系数
１引言
低温泵的工作机理是低温下的气体冷凝作用、冷捕集作用及低温吸附作用。它具有真空度高，抽速大，对大多数气体无选择性，形状任意，高度清洁，工作压强范围宽，被认为是大体积中抽超高真空较好的一种方法。近代物理研究所１９９０年自行研制的老型ＨＲＬ８０ＩＦ－０低温泵在重离子加速器真空系统的运行过程中发挥了很好的抽气作用，但是由于配套制冷机
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２００２年第３期总第１６期２
低温工程
ＣＲＹＯＧＥＣＮＩＳ
Ｎｏ．２０３０２ＳｍＮｏ．２ｕ１６
新型ＨＩＦ８０低温泵的设计ＲＬ．０及热负荷的计算
本文于２０Ｏ２年４月３Ｅ收稿。吴德忠，男，５ｌｏ岁。高级工程师。
维普资讯
第３期
新型ＨＲＬ８０低温泵的设计及热负荷的计算ＩＦ０
４９
２２老型ＨＲＬ８０低温泵的抽速．ＩＦ－０
长期的频繁使用及维修，其制冷能力已经大大下降，致使低温泵的一级屏蔽板温度偏高，二
极低温冷凝板负荷加重，回温时间变快，再生周期减短，影响了重离子加速器真空系统的正常运行。为了保证二级冷头正常工作，不得不多增加一台制冷机来进行制冷，运行效果不错，但增加一台制冷机和氦压机，无疑大大增加了运行成本。鉴于以上原因，在对老型咖ｌ８ｏ低温泵重新进行了热负荷方面的计算及分析后，设计了新的Ｈ碌ｎｏｎ０８０低温泵。

兰州重离子加速器研究装置HIRFL

法国重离子加速器国家实验室 GANIL 有 2 个放射性束装置 SPIRAL1 以及其升级装置 SPIRAL2. SPIRAL1 包括靶 - 源系统以及中能回旋加速器系统 , 主要用于产生和加速放射性奇异核, 该装置可产生质量数达90的轻奇异核, 并将其加速到1/4光速. 为了获得更高流强更高稳定性的放射性次级束, 在原有加速器装置基础上新建了 ISOL 型放射性束流装置 – SPIRAL2, 其总体布局如图6所示. 驱动器为超导直线加速器, 设计氘束能量为1.5~40.0 MeV, 流强5.0 mA; M/Q=3的重离子束能量2.0~14.5 MeV/u, 流强1.0
图 2 (网络版彩色)美国 BNL-RHIC 的总布局图 Figure 2 (Color online) Layout of BNL-RHIC in USA
2
特邀评述
器IRC以及超导回旋加速器SRC, 其能量常数K分别为570, 980以及2500. 2006年RIBF完成升级任务, 共有5台回旋加速器, 可级联加速, 能将轻离子能量加速到440 MeV/u, 铀离子能量加速到350 MeV/u. 利用强流放射性束流可深入研究远离稳定线核素(奇异核)的结构、性质和反应, 包括建立原子核新的统一图像, 揭示元素的起源[18,19]. 此外, RIBF的成果还广泛应用于医疗、环境、农业、工业和考古等诸多领域. 图 3 是 RIKEN-RIBF 布局图 . ( 日本理化学所网站 :
2015 年 1 月第 60 卷第?期
图 1 (网络版彩色)北京 BRIF 布局图 Figure 1 (Color online) Layout of BRIF in Beijing

HIRFL装置可提供的束流离子种类`能量及流强

9 1+
SSC 能量（MeV/u）流强（uA） 7.0 0.55 13.0 12.0 4.0 4.0 20.0 3.0 2.5 1.6 4.1 9.0 3.0 1.8 4.8 1.0 18 3.5 3.0 3.8 4.5 9.0 4.0 4.5 2.2 1.0 2.8 2.0 2.3 2.5 7.0 3.0 5.0 1.7 4.5 5.0 1.6 0.6 1.0 1.1 2.0 1.6 31+ 9.5 0.3 27+ 19.5 0.7 19+ 26+ 25.0 25.0 0.1 0.42 25+ 70.0 0.06 24+ 50.0 0.1 17+ 14+ 15+ 17+ 16+ 82.0 18.0 25.0 58.0 70.0 0.16 0.3 1.5 0.1 0.2 8+ 17+ 22.0 50.0 3.3 0.15 16+ 82.0 0.2 10+ 10+ 85.75 70.0 0.26 0.41 8+ 70.0 0.3 6+ 7+ 100.0 80.0 0.16 0.45 6+ 80.55 0.7
Xe Xe Xe Xe Pb Pb Bi Bi U
24+ 27+
31+ 36+
32+
能量（MeV/u）流强（uA）离子种类 10.0 6.89 7.0 7.0 8.47 6.957 7.99 6.17 6.6 2.3 7.42 6.17 5.829 6.54 7.112 6.0 2.0725 4.53 6.1 7.112 1.705 2.353 5.205 6.17 6.75 5.8 4.53 7.2 6.17 5.01 4.0 2.345 2.345 2.8 1.844 3.0 1.67 0.88 1.1 0.911 2.0 1.22

现有工作基础和条件

八、现有工作基础和条件中科院近代物理研究所建立的兰州重离子加速器国家实验室，在七五期间建成了大科学工程重离子加速器（HIRFL；1.2亿元），为国内外数十个研究单位提供了实验研究条件。

1997年又建成了具有国际同类装置先进水平的放射性束流装置（RIBLL；1500万元）。

国家“九五”重大科学工程“兰州重离子冷却储存环”（CSR; 2.9亿元）于1999年正式动工，2006年调试出束，目前正在逐步投入使用，是我国放射性核束物理研究的实验基地。

除了重离子回旋加速器HIRFL、 CSR和放射性束流装置RIBLL、RIBLL-II之外，实验探测装置主要配备了多台高纯锗和Glover探测器、带电粒子球等通用装置；还有多种专用的He-Jet 快速带传输系统、在线熔化铅靶热色谱分离装置、快速传送反应产物的跑兔装置、束流脉冲调制装置、在线同位素质量分离器、时间位置探测装置以及位置灵敏带电粒子、中子探测装置等；同时还配有较先进的核电子仪器及相应的数据获取和数据分析系统。

目前正在建设速度选择器、单粒子鉴别装置、新的超重谱仪、CRS外靶探测装置等。

在中国原子能科学研究院建立的串列加速器国家实验室，是一个国内核物理实验和理论研究基地。

HI-13串列加速器于“七五”期间建成（6000万元），已稳定运行十五年，面向全国，是国际上高效运行的同类加速器之一。

在HI-13串列加速器上于“八五”期间建成了低能放射性束装置GIRAFEE（500万元），已产生11C、17F、7Be、13N和6He等放射性束用于物理实验。

目前正在兴建“北京放射性束装置（BRIF；3.9亿元）”大科学工程。

实验探测装置方面，和中科院近代物理所合作建立了由14台反康高纯锗γ探测器组成的高效高分辨γ探测装置；配备高分辨Q3D磁谱仪、加速器超灵敏质谱仪、高能γ谱仪等实验装置。

串列加速器实验室的核电子学设备、在线数据获取和离线数据处理系统以及公用探测器提供了开展物理实验的公共基础条件。

直流高压型加速器

直流高压静电型加速器直流高压型加速器主要包括以下两种类型的加速器：柯克罗夫特-沃尔顿直流高压加速器和静电加速器亦称范德格拉夫加速器。

范德格拉夫加速器其基本原理十分简单．如下图所示，一台直流高压电源作为静电起电器通过电晕针向绝缘的皮带上喷电，由马达带动皮带向一个绝缘良好的中空的金属球状电极传送电荷．高压电极中也是由一排电晕针采收集电荷、这样高压就建立起来所以说高压的获得是直接从机械能转化而得的．事实上，根据这个原理制成的玻璃或胶木转盘静电发电机已有百年以上的历史．加速器的输电带B由绝缘性能良好的涂橡胶的丝带制成，用数十千伏的高压直流电源通过一排针尖A1对输电带喷正电荷，并不断输送到电极内部，由A2将电荷吸下并堆积在球壳的表面．随着输电带的转动，电极所堆积的电荷Q越来越多，高压电极上的高压(亦称“端电压”)V＝Q／C其中C为高压系统对地电容．一般来说电压可以达到数百万伏(MV)．美国橡树岭国家实验室(ORNL)的一台静电加速器，其端电压可达25MV．在高压电极和地之间安装一根长的“加速管”，管内为真空，管上有分压装置，使高压能在加速管上均匀分布．在腔内圆球体内部配以离子源就可以产生具有MeV能量的离子．静电加速器可以产生：能量为MeV的P，D和α“粒子．它的优点是能量稳定性好，且连续可调．劳伦斯回旋加速器回旋加速器的结构如图4—3所示．它最基本的构件是两个加速电极．(D形盒)，它们好像是一个扁形空心罐头，被对称地一分为二．每个部分像个字母D，然后稍稍分刀：一小间距，安放在真空中，整个真空室置于强磁场中，两个0形盒之间加上高频高压(10kV一200kV 之间)。

当正离子从离子源引出时(A点)，电场方向从0z指向D1，粒子在间隙中受到加速进入Dl盒中，由于金属盒内无电场存在，但置于磁场中会作匀速圆周运动，走一个半圆弧形路径．只要合适选择加速电压的频率，到达。

B点时，电场指向正好相反，粒子在D形盒的问隙中将又一次得到加速，这样反复加速，能量不断提高。

中国回旋加速器发展史

中国回旋加速器发展史
中国回旋加速器发展史可以追溯到上世纪50年代。

以下是中国回旋加速器发展的主要里程碑：
1.1958年：中国的第一台回旋加速器——环形电子加速器完
成建设。

这是中国第一个自主设计和建造的加速器设备。

2.1973年：中国第一个环形质子加速器（HIRFL-1）在中国
科学院近代物理研究所开始运行。

它用于核物理、原子核
分裂和高能物理研究。

3.1988年：中国开始建设大型正负电子对撞机（BEPC），用
于研究粒子物理学。

BEPC于1989年开始运行。

4.2008年：上海光源（Shanghai Synchrotron Radiation
Facility，SSRF）建成并投入运行。

SSRF是中国第一台第三
代自由电子激光器（FEL）加速器，用于材料科学、生命
科学等研究领域。

5.2016年：中国开始建设中国散裂中子源（China Spallation
Neutron Source，CSNS），该中子源于2018年投入试运行，用于材料科学、能源、环境等研究。

6.2020年：中国提出了粒子物理学大型科学装置——“中国
电子正负对撞机”（CEPC）和超级高能强子对撞机（SPPC）计划，计划将在未来建设更大型、更高能的粒子加速器。

可以看出，中国在回旋加速器领域取得了显著的发展和进步。

这些回旋加速器在核物理、原子物理、粒子物理和材料科学等
领域做出了重要贡献，为中国的科学研究和创新提供了重要的实验平台。

同时，中国也在加速器技术和应用领域取得了许多创新和突破，为国际加速器社区做出了积极贡献。

加速器原理-第1章

第1节加速器的发展概况
（1） 1919年E.卢瑟福(E.Rutherford) 用天然放射源实现了第一个人工核反应从而激发了人们寻求用人造快速粒子源来变革原子核的设想。
1919年，卢瑟福利用212Po放出的7.68MeV的α粒子（速度为2×109 cm/s）作为枪弹，去射击氮气，结果发现，有五万分之一的几率发生了如下的反应：

目前上海正已建成3.5GeV的第三代同步辐射光源。

在研项目：以加速器驱动的次临界反应堆（ADS ）的基础研究；散裂中子源（CSNS ）的建设；基于高能量电子直线加速器的自由电子激光（XFEL）；国际直线对撞机（ILC）的国际合作。
中国科学院高能物理研究所90MeV加速器全貌
在农业生物学上的应用作为核技术应用装备的加速器在农业上的应用在一些国家普遍使用已有明显经济效益的主要有三方1辐照育种加速器在辐照育种中的应用主要是利用它产生的高能电子x射线快中子或质子照射作物的种子芽胚胎或谷物花粉等改变农作物的遗传特性使它们沿优化方向发展
加速器原理
教师：刘晓辉
成都理工大学核技术与自动化工程学院
（3）1945年，前苏联科学家维克斯列尔 (V.I.Veksler)和美国科学家麦克米伦 (E.M.McMillan)各自独立发现了自动稳相原理，英国科学家阿里芳特(M.L.Oliphant)也曾建议建造基于此原理的加速器——稳相加速器。
维克斯列尔
麦克米伦
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：同步回旋加速器（高频加速电场的频率随倍加速粒子能量的增加而降低，保持了粒子回旋频率与加速电场同步）、现代的质子直线加速器、同步加速器（使用磁场强度随粒子能量提高而增加的环形磁铁来维持粒子运动的环形轨迹，但维持加速场的高频频率不变）等。

重离子加速器

重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）工程研究集体研究集体所在单位：中国科学院近代物理研究所研究集体主要科技贡献：2000年至2007年，完成了兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR 的预研、设计、建造与调试。

CSR是我国自行设计建造的第一个大规模、高能量、全离子加速的重离子冷却储存环系统，属国家“九五”重大科学工程。

它的实施对开展更广范围更高精度的基础研究及应用基础研究，尤其是重离子治癌方面有着重要意义。

CSR是利用原有的回旋加速器系统作注入器，采取双环结构，将重离子束的能量从低能区提高到中高能区；在世界上首次实现了空心电子束对高能重离子束的冷却；并首次对100毫秒量级的短寿命滴线核素63Ge、65As和67Se的质量进行了高精度测量；同时还实现了储存环高能重离子束变能共振慢引出，使每个引出束团能量可调，为深部肿瘤临床治疗解决了关键技术难题。

研究集体突出贡献者（工作单位）及主要科技贡献：詹文龙中国科学院近代物理研究所主要科技贡献：作为工程经理组织完成工程建设。

全面负责实验终端及实验设置，提出的高精度质量测量方案已取得初步成果。

夏佳文中国科学院近代物理研究所主要科技贡献：总工程师，提出了兰州冷却储存环CSR概念；完成了总体设计及物理设计；主持完成了CSR总体调试与试运行。

原有进中国科学院近代物理研究所主要科技贡献：副总工程师，完成注引系统建设、控制物理设计。

提出并完成剥离注入，变谐波加速，多虚拟加速器等关键技术。

研究集体主要完成者及工作单位：袁平中国科学院近代物理研究所乔为民中国科学院近代物理研究所高大庆中国科学院近代物理研究所杨晓天中国科学院近代物理研究所满开第中国科学院近代物理研究所赵红卫中国科学院近代物理研究所肖国青中国科学院近代物理研究所魏宝文中国科学院近代物理研究所杨晓东中国科学院近代物理研究所蔡晓红中国科学院近代物理研究所徐瑚珊中国科学院近代物理研究所宋明涛中国科学院近代物理研究所马力祯中国科学院近代物理研究所何源中国科学院近代物理研究所周忠祖中国科学院近代物理研究所许哲中国科学院近代物理研究所刘勇中国科学院近代物理研究所中国地域空间开发的理论体系研究及重大规划实践研究集体研究集体所在单位：中国科学院地理科学与资源研究所研究集体主要科技贡献：坚持为国家重大地域开发和区域可持续发展需求服务的科研道路，建立了以点轴系统、地域功能和空间级联系统等理论构成的地域开发理论体系，主持完成了《全国主体功能区划》、《京津冀都市圈规划》、《东北地区振兴规划》等一系列影响我国区域可持续发展进程的重大规划，创建了我国区域规划技术流程和功能区划技术规程。

兰州重离子加速器国家实验室束流申请指南说明书

兰州重离子加速器国家实验室束流申请指南
从事核物理与原子物理、生命科学、材料科学、空间科学领域研究的在职科研人员均可申请兰州重离子研究装置（HIRFL）束流开展实验研究。

一、用户注册
申请人及课题组成员须在中国科学院重大科技基础设施共享服务平台（简称“共享服务平台”/）注册账号（已有账号者不再注册），账号由英文字母和阿拉伯数字组成。

二、申请束流
1. 用户登陆共享服务平台，认真阅读《HIRFL用户课题申请说明》和《HIRFL用户管理条例》，并按要求进行束流申请。

2. 填写束流申请之前，用户务必在共享服务平台成果管理中上传相关成果信息（论文、专著、专利、奖励、社会效益、宣传报道、学术报告等）及证明文件，系统会自动添加到申请书的历史成果中。

历史成果的标注及上传反馈情况是束流评审与优秀用户评选的重要评分项。

3. 申请课题类型选择“重点课题”（仅是平台称谓，与国家部委、地方政府等资助的项目或课题无关）。

课题名称由申请人自定，体现用户利用HIRFL研究、解决的问题。

如相关研究内容涉及敏感信息，须在申请书中作脱密处理。

核物理与原子物理、生命科学、材料科学三个领域：通过共享服务平台填写申请书，生命科学的课题成员须含有终端负责人或其指定的联系人，以便实验前期联系及样品处理等。

空间科学领域：填写附件1《兰州重离子加速器国家实验室束流申请书》，并按照“单位全称-申请人姓名-实验终端名称”格式重命
兰州重离子加速器国家实验室办公室
2022年1月7日。

2024届Z20名校联盟(浙江省名校新高考研究联盟)高三下学期第三次联考高效提分物理试题

2024届Z20名校联盟（浙江省名校新高考研究联盟）高三下学期第三次联考高效提分物理试题一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列反映体重计示数随时间变化的F-t 图像可能正确的是A．B．C．D．第(2)题中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器（HIRFL），通过“熔合蒸发”反应合成超重核Ds并辐射出中子。

下列可能合成该超重核的原子核组合是（）A．Ni、Pb B．Ni、BiC．Ni、Pb D．Ni、Bi第(3)题如图为车库出入口采用的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。

在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平，则在抬起过程中P和Q两点（）A．线速度相同，角速度相同B．线速度相同，角速度不同C．线速度不同，角速度相同D．线速度不同，角速度不同第(4)题力学中三个基本物理量所对应的基本单位是（）A．米、千克、秒B．长度、质量、时间C．千克、长度、时间D．米每秒、米、秒第(5)题图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为T A、T B、T C，则下列关系式中正确的是( )A．T A<T B，T B<T C B．T A>T B，T B＝T CC．T A>T B，T B<T C D．T A＝T B，T B>T C第(6)题如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（）A．B．C．D．第(7)题如图所示为一理想变压器，其中A、B、C为三个相同的灯泡，额定电压为U、额定功率为P，灯泡D的额定电压为、额定功率为，若四个灯泡刚好都在额定电压下正常工作，则电源电压为（）A．1.5U B．3.5U C．6U D．6.5U第(8)题磁吸式手机架是一种通过磁力固定住手机的支架，如图所示为静止在水平面的磁吸式手机架和手机，手机质量为m，当地重力加速度为g，手机平面与水平面夹角为。