移动式加速器中子源控制系统的设计与研制

图 ２ 控 制 功 能 示 意 图
源、 直 联泵 、 分子 泵 电源 、 真空计 、 水 泵电源 、 真
空阀、 中子 产额监 测 系统 等 ；
调节项 ： 直流高压 、 高频振荡 电源 、 钯管 电 源 电流 、 离子 源 引 出电压 、 预 聚焦 电压等 ； 测量项 ： 直 流高 压 、 高 压 电源 负 载 、 高 频 振
数＿ ３ Ｊ 。图 ２ 为控制对象及功能示意图。
移 动式加 速器 中子 源 的控制 系统 主要 控制 ３ ０ ０ ｋ Ｖ 高 压 电源 、 高压头部 、 真 空 系 统 等设 备
图１ 所示 ， 其主要被控 系统包括高压 、 离子源 、
真空 、 冷却 、 安全联 锁 等 。
的启动、 停止、 参数调节 、 测量 、 联锁和报警。具
计 方案 及具体 实 现方法 。
图１ 加速器 中子 源结 构示意图
２ 控 制 系统 功 能
移 动式 加速器 中子源 控制 系统 功能 是根据 系统 需求 精 确 控 制束 流 光 学 元件 调 束 ， 获 取实 验 数据 ； 实 时显示 各束 流 收集器 参 数 ， 监 视 中子 发生 器工 作 状 态 ； 提 供 加速 器 中子 源操 作 人员
制台之间仅 由 ２ 根通讯光纤相连 ， 将信号布线 集中于主体 内部 ， 简化了加速器移动后的安装 连线 ， 并 在通 讯连 接 状态 不 良时 ， 对高 压作优 先
切 断原则 。加之 ， 高 压 头 部 电位 处 于高 压 倍 加 器 的高 压 之 上 ， 所 以对 高 压 头 部 内 的采 集信 号 与控 制信 号 也需 通 过光纤 传 到地 电位 上 ｊ 。 移动 式 加 速 器 中子 源 控 制 系 统 分 ３个 部
制。该 系统运行稳定 、 操作性强 ， 很好地满足 了用户的实验需求 。 关键词 ： 加速器 ； 中子源 ； 控制 ； 连锁保护 ； 光纤通讯
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３＋． ５ 文 献 标 志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ２ ８ － ０ ３
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额 。同时具有 重量轻 、 移 动 方便 的特 点 ， 可 用 于 中子学 参数检 验 、 中子辐 照 、 中子照 相等 Ｊ 。
为 保障移 动 式加 速 器 中子 源 的稳 定 运 行 ，
需要开发相应的仪器控制系统 ， 以实现实验操 作、 数据 采集 和 存 储 及 安全 联 锁 等 功 能 。本 文 系统 阐述 了移 动式 加速 器 中子 源控 制系统 的设
分， 其中中央处 理 Ｃ Ｐ Ｕ部分 在控 制 台上 ， 远程
Ｉ ／ Ｏ端 Ａ在高压头部 内， 远程 Ｉ ／ Ｏ端 Ｂ在移动 平台上。３ 个部分通过光纤交换机以光纤介质 相连 ， 远程 Ｉ ／ Ｏ端将 采 集 到 的 电信号 转 换 为光
信 号传 输 回 中 央处 理 器 进行 逻辑 处 理 ， 再将 中
第３ ３卷
２ ０ １ ３年
第 １ 期
１ 月
核 电子 学 与探 测 技术
Ｎｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ ｌ ＿ ３３ Ｎｏ ．１
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３
友好 的人机 接 口（ Ｈ ＭＩ ） ； 控 制 器对 不 同 的 电源 以及 各类泵 直 接调 节控制 ， 最 终 达到对 高压 、 离 子源 、 真空、 冷却 、 安 全 联锁 等被 控对象 的控 制 ；
１ 移 动 式 加 速 器 中子 源 工 作 原 理
移动式 加速 器 中子 源工 作 原 理 ： 在 真 空 腔 体 采用 氘气 放 电产生 等 离 子 体 ， 利 用 引 出 电极 将 等离 子 体 中 的氘离 子 引 出形 成 氘离 子 束 ， 离
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ６— ２ ０
体控 制和监 测 对象 为 ：
作者简介 ： 唐君 （ １ ９ ８ ７一） ， 男， 四川人 ， 研 究实 习员 ， 双学士 ， 主要从 事加速器应用 与技 术研究 。
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开关项 ： 直流高压电源、 高频振荡 电源 、 磁
场 电源 、 钯管电源、 离 子 源 引 出 电源 、 预 聚焦 电
荡 电压 、 钯 管电源 电流 、 离 子 源 引 出 电 流 及 电
压、 预聚焦 电 流及 电压 、 离 子 源 引 出束 流 、 系统
央处理主站处理后发送来的光信号转换为电信 号送往各个被控单元。实现控制参数和连锁控 制信号的采集、 隔离 、 处理、 逻辑运算和驱动输 出 Ｊ 。远 程 Ｉ ／ Ｏ端 放 在 符 合 Ｅ ＭＣ要 求 等级 的
子束 通过 预聚 焦进入 加速 管 被加 速 。用于 加速 的直流高 压用 Ｃ ｏ ｃ ｋ ｃ ｒ ｏ ｆ ｔ —Ｗａ ｌ ｔ ｏ ｎ倍压 整 流方 法
产 生 。被 加速 的氘 离 子束 轰 击 氚 靶 ， 通 过 氘 氚 反 应产 生 中子 。加 速器 中子 源 的结构 示 意 图如
分别 对最 终对 象或 间接 对象 测量 得 到所需 的参
移 动式 加 速 器 中子 源控 制 系统 的设 计 与研 制
唐君 ， 娄本超 ， 伍春 雷， 李彦 ， 胡永宏 ， 柯建林
（ 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 ， 四川绵阳 ６ ２ １ ９ ０ ０ ）
摘要： 运用数字化处理 、 计算 机网络 、 光纤通 信等 先进 技术 ， 实现 对移 动式 加速器 中子 源 的远 程控
加 速 器 中子 源 是 一种 技 术 复 杂 ， 涉及 很 多 学科 的大 型实 验 设 施 … 。本 文 介 绍 的移 动 式
离 压 头 部
加 速 管
靶 室 柬流 测 量
加 速器 中 子 源 能 够 提 供 ３ ０ ０ ｋ ｅ Ｖ 能 量 的 氘 离
子， 并产 生不 小 于 １×１ ０ “ ｎ ／ ｓ的 Ｄ—Ｔ中子 产