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大功率离子源120 keV缝型加速器束流光学分析
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作者 陈俞钱 刘龙斌 +2 位作者 谢亚红 杨立鑫 胡纯栋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2364-2370,共7页
为进一步满足实验先进超导托卡马克装置(experimental advanced superconducting Tokamak,EAST)对等离子体加热的需求,中性束注入(neutral beam injection,NBI)系统需要更高的束功率。为此,EAST NBI研究室开展了120 keV束能量的加速器... 为进一步满足实验先进超导托卡马克装置(experimental advanced superconducting Tokamak,EAST)对等离子体加热的需求,中性束注入(neutral beam injection,NBI)系统需要更高的束功率。为此,EAST NBI研究室开展了120 keV束能量的加速器研制工作。整个加速器的分析研究需要从束流光学、绝缘支撑、主动冷却和材料等多个角度进行。从等离子体参数、静电透镜、电极间耐压以及装配误差等方面考虑,利用数值模拟程序对120 keV缝型四电极加速器中的束流轨迹、电场强度分布和束散角等束流光学相关参数进行了研究和优化,初步确定了新加速器的电极参数。该加速器在1.52μp的导流系数下,垂直方向的最小束散角为0.6°,满足离子源氘离子束流强度为60 A和发散角小于1°的设计要求。 展开更多
关键词 中性束注入 加速器 导流系数 束散角
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强流氘氚聚变中子源HINEG设计研究 被引量:19
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作者 吴宜灿 刘超 +25 位作者 宋钢 王永峰 李桃生 汪建业 蒋洁琼 赵柱民 宋勇 胡丽琴 黄群英 李亚洲 王文 王志刚 王刚 季翔 王亮 王为田 于前锋 黄国强 程雄卫 王飞鹏 张思纬 李雅男 韩运成 宋婧 龙鹏程 FDS团队 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期77-83,共7页
强流氘氚聚变中子源HINEG(High Intensity D-T Fusion Neutron Generator)研发分两期:HINEG-Ⅰ为直流脉冲双模式,已成功产生中子强度1.1×10^(12)n/s的氘氚聚变中子,并实现连续稳定运行;HINEG-Ⅱ中子强度设计指标为10^(14)~10^(15)... 强流氘氚聚变中子源HINEG(High Intensity D-T Fusion Neutron Generator)研发分两期:HINEG-Ⅰ为直流脉冲双模式,已成功产生中子强度1.1×10^(12)n/s的氘氚聚变中子,并实现连续稳定运行;HINEG-Ⅱ中子强度设计指标为10^(14)~10^(15)n/s量级,重点突破强流离子源和高载热氚靶技术。HNEG中子源可开展中子学方法程序与核数据、辐射屏蔽与防护、材料活化与辐照损伤机理和部件中子学性能等核能与核安全研究,同时也可在核医学与放射治疗、中子照相等领域拓展核技术应用研究。本文简要介绍HINEG总体设计方案与关键技术研究进展。 展开更多
关键词 氘氚聚变 中子源 高载热氚靶 强束流加速器
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正弦波速调管聚束理论在ns-200加速器上的应用 被引量:4
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作者 祖秀兰 杨海素 +2 位作者 娄本超 周长庚 熊日恒 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期950-952,共3页
 阐述了正弦波速调管聚束理论及具体实现方法,给出了相应的计算公式。结合ns 200加速器的结构特点,运用该法确定了聚束装置的主要参数:聚束筒长度、等效漂移长度、聚束电压等,为ns 200加速器设计了聚束装置。将该装置安装于加速器,通...  阐述了正弦波速调管聚束理论及具体实现方法,给出了相应的计算公式。结合ns 200加速器的结构特点,运用该法确定了聚束装置的主要参数:聚束筒长度、等效漂移长度、聚束电压等,为ns 200加速器设计了聚束装置。将该装置安装于加速器,通过调试,获得了半宽为3.5ns的聚束脉冲,实现了纳秒脉冲运行方式。 展开更多
关键词 加速器 聚束 速调管
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10^12n/s氘氚聚变中子发生器旋转氚靶设计与传热分析 被引量:3
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作者 王刚 于前锋 +3 位作者 王文 宋钢 吴宜灿 FDS团队 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2015年第1期13-17,共5页
本文设计一种用于1012 n/s量级氘氚中子发生器HINEG(High Intensity Neutron Generator)的旋转氚靶系统,对该系统的技术难点、机械和冷却方案等进行介绍,给出了该靶系统的设计关键指标参数,并利用CFD方法对该旋转靶系统的传热过程进行... 本文设计一种用于1012 n/s量级氘氚中子发生器HINEG(High Intensity Neutron Generator)的旋转氚靶系统,对该系统的技术难点、机械和冷却方案等进行介绍,给出了该靶系统的设计关键指标参数,并利用CFD方法对该旋转靶系统的传热过程进行三维模拟和分析。分析结果表明,该靶系统在稳定运行时,靶片最高温度为48℃,靶系统采用的冷却方案可以有效地实现靶系统的散热,不会发生氚的大量释放和靶片熔毁。 展开更多
关键词 中子发生器 氘氚聚变 旋转靶 传热分析
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中子发生器束流传输光学系统研究及模拟计算 被引量:2
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作者 祖秀兰 周长庚 +3 位作者 娄本超 李艳 李彦 雄日恒 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期451-454,共4页
束流传输系统是中子发生器研制、调试和技改等工作顺利进行的重要依据。为此开展了中子发生器束流传输系统研究工作,阐述了传输系统光学特性和组成。以ns-200中子发生器为代表实例,详尽地分析了传输系统的组成和各光学透镜的特性。根据L... 束流传输系统是中子发生器研制、调试和技改等工作顺利进行的重要依据。为此开展了中子发生器束流传输系统研究工作,阐述了传输系统光学特性和组成。以ns-200中子发生器为代表实例,详尽地分析了传输系统的组成和各光学透镜的特性。根据LEADS软件要求,生成该器束流传输系统数据输入卡,调用软件相应各光学元件计算模块,进行了模拟计算,给出了束流传输包络图。束流传输模拟计算结果与原设计要求基本一致。 展开更多
关键词 中子发生器 束流传输 模拟计算 聚焦系统
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ns-200中子发生器束流脉冲化技术研究及束流传输模拟计算 被引量:2
6
作者 祖秀兰 娄本超 +4 位作者 杨海素 周长庚 黄瑾 刘湾 胡永宏 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期963-965,共3页
在ns-200中子发生器上开展了束流脉冲化技术研究工作,采用正弦波速调管聚束方法设计了束流脉冲化系统,研制了高频电源系统、脉冲测量系统和远程自动控制系统。运用LEADS软件,进行了束流传输的模拟计算,并显示了束流传输包络曲线。整机... 在ns-200中子发生器上开展了束流脉冲化技术研究工作,采用正弦波速调管聚束方法设计了束流脉冲化系统,研制了高频电源系统、脉冲测量系统和远程自动控制系统。运用LEADS软件,进行了束流传输的模拟计算,并显示了束流传输包络曲线。整机安装调试获得了半高宽小于3.5ns、峰值电流大于1mA的聚束脉冲,束流稳定,各项指标达到技术要求。目前,已长期投入脉冲运行,完成了多个物理实验。 展开更多
关键词 加速器 束流 脉冲化
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粒子加速器的回顾与展望 被引量:2
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作者 张闯 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第1期39-44,共6页
在回顾 2 0世纪加速器能量提高和技术的发展的基础上 ,展望了粒子加速器向高能量前沿、高亮度前沿、实际应用以及新原理、新技术的发展。
关键词 粒子加速器 束能 亮度 技术发展 应用
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反馈电子直线加速器的腔式稳频方法 被引量:1
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作者 席德勋 庄亚 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1991年第3期443-448,共6页
本文论述了腔式稳频的改进方法.用腔体检波器输出信号面积的变化表示磁控管振荡频率对腔体谐振频率的偏离比用输出信号幅度变化来表示更合适.将检波器输出信号对时间积分求得面积,经模数转换后输入单片机,由单片机处理后输出数据控制伺... 本文论述了腔式稳频的改进方法.用腔体检波器输出信号面积的变化表示磁控管振荡频率对腔体谐振频率的偏离比用输出信号幅度变化来表示更合适.将检波器输出信号对时间积分求得面积,经模数转换后输入单片机,由单片机处理后输出数据控制伺服系统,结果使磁控管振荡频率的变化在±20千赫内. 展开更多
关键词 加速器 腔式稳频 磁控管
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“神龙一号”轫致辐射靶设计 被引量:1
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作者 禹海军 陈楠 +2 位作者 李劲 王利鸣 谷占军 《高能量密度物理》 2007年第3期93-96,共4页
利用数值模拟方法。设计了“神龙一号”直线感应加速器的轫致辐射靶的靶材及结构。实验洄量了钽叠靶所产生的X光照射量和X光焦斑,得到转换靶正前方1m处的X光照射量在0.103C/kg以上。产生的X光焦斑小于1.5mm,满足“神龙一号”轫致... 利用数值模拟方法。设计了“神龙一号”直线感应加速器的轫致辐射靶的靶材及结构。实验洄量了钽叠靶所产生的X光照射量和X光焦斑,得到转换靶正前方1m处的X光照射量在0.103C/kg以上。产生的X光焦斑小于1.5mm,满足“神龙一号”轫致辐射靶的设计要求。 展开更多
关键词 神龙一号 轫致辐射靶 照射量 焦斑
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气体开关触发间隙与过压间隙击穿特性研究 被引量:5
10
作者 翟戎骁 黄涛 +3 位作者 丛培天 罗维熙 王志国 张天洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1904-1910,共7页
为研究快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)多间隙气体开关的触发击穿特性,针对一种环形电极两间隙等效实验开关,开展不同触发电压、工作系数和电极材料下的击穿特性实验,对比两个间隙的击穿延时和抖动,分析间隙击穿特性的主要影响因素和作用... 为研究快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)多间隙气体开关的触发击穿特性,针对一种环形电极两间隙等效实验开关,开展不同触发电压、工作系数和电极材料下的击穿特性实验,对比两个间隙的击穿延时和抖动,分析间隙击穿特性的主要影响因素和作用机制。实验结果表明:触发间隙击穿延时主要受触发电压影响,而工作系数是过压间隙击穿延时的主要影响因素;开关抖动主要来自于触发间隙,触发间隙抖动随触发电压的增大明显减小,过压间隙抖动基本不随触发电压和工作系数变化且维持在较低值;石墨电极开关的击穿延时和抖动明显小于不锈钢、黄铜和钨铜电极开关,具有良好的触发击穿性能。通过分析指出,是否有预电离可能是两个间隙击穿特性差异的主要原因。 展开更多
关键词 脉冲功率 气体开关 触发间隙 过压间隙 电极材料
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HIRFL新B1聚束器耦合环的设计与计算 被引量:7
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作者 李智慧 唐靖宇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期107-110,共4页
通过将聚束器腔体等效为 RLC并联回路 ,求得了功率馈入耦合环与腔体的互感及自感的公式 ,根据对腔体的计算结果求出了在聚束器的工作频段内达到阻抗匹配所要求的互感变化范围 ,并在该互感变化范围内设计了可移动的耦合电感环 ,计算了它... 通过将聚束器腔体等效为 RLC并联回路 ,求得了功率馈入耦合环与腔体的互感及自感的公式 ,根据对腔体的计算结果求出了在聚束器的工作频段内达到阻抗匹配所要求的互感变化范围 ,并在该互感变化范围内设计了可移动的耦合电感环 ,计算了它的自感及整个腔体的剩余电感。 展开更多
关键词 聚束器腔体 耦合电感环 HIRFL 粒子加速器
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强流重离子束驱动的高能量密度物理研究进展 被引量:3
12
作者 任洁茹 王佳乐 +12 位作者 陈本正 徐皓 张艳宁 魏文青 徐星 马步博 胡忠敏 尹帅 冯建华 宋莎莎 张世政 Hoffmann Dieter 赵永涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期97-107,共11页
强流高能离子束可以准等容加热任何高密度样品,制备出尺度大、状态均匀、内部无冲击波的高能量密度物质,为实验室研究高能量密度物理提供了一种独特的新手段。介绍了国内外典型的强流重离子加速器装置及其与高能量密度物理相关的关键参... 强流高能离子束可以准等容加热任何高密度样品,制备出尺度大、状态均匀、内部无冲击波的高能量密度物质,为实验室研究高能量密度物理提供了一种独特的新手段。介绍了国内外典型的强流重离子加速器装置及其与高能量密度物理相关的关键参数设计和研究规划;展示了基于粒子和流体模拟的离子束驱动高能量密度物质产生和状态演化规律进展;介绍了一套兼具高时空分辨和高穿透力的高能电子成像诊断技术;分析了中低能区离子束与等离子体相互作用过程中的碰撞和电荷交换微观机制,以及激光加速超短超强离子束在等离子体中的非线性输运和欧姆能损机制。 展开更多
关键词 强流离子加速器 温稠密物质 高能电子成像诊断 能量沉积和输运 非线性效应
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密封中子管氘-氘产额及二次电子抑制 被引量:3
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作者 刘国财 张培旭 +2 位作者 刘志珍 李玮瑛 杨洪广 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期301-308,共8页
中子管的工作参数是影响中子产额的重要因素。为了更准确地调控D-D中子管的中子产额,对中子管的工作参数与产额关系进行了研究,同时为了提高中子管束流品质及寿命,对中子管的二次电子抑制进行实验。采用控制参数变量的方法分别研究了D-... 中子管的工作参数是影响中子产额的重要因素。为了更准确地调控D-D中子管的中子产额,对中子管的工作参数与产额关系进行了研究,同时为了提高中子管束流品质及寿命,对中子管的二次电子抑制进行实验。采用控制参数变量的方法分别研究了D-D中子管的热子电流、阳极高压、靶极高压对中子产额的影响,以及二次电子抑制电阻阻值与靶极电流之间的关系。结果表明:中子产额随着热子电流的增加而增加,当靶极高压为-80 kV、阳极高压为2.6 kV时,热子电流的最佳调控范围为290~305 mA;阳极高压与中子产额呈非线性关系,最佳阳极高压需要高于2.6 kV;靶极高压升高,中子产额随之增加,而且高压越高产额增加越快,靶极高压最佳工作范围为-120~-100 kV;D-D中子管二次电子抑制电阻阻值为8.7 MΩ或者抑制电压为403 V时,便可以完全抑制住二次电子。中子管的工作参数与中子产额的关系为今后中子管产额稳定性自调节可提供参考,二次电子抑制实验为抑制二次电子电流的产生提供依据。 展开更多
关键词 D-D中子管 热子电流 阳极高压 靶极高压 二次电子抑制
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铀生产工艺设备中滞留量测量的自吸收校正方法 被引量:2
14
作者 何丽霞 甘霖 +1 位作者 隋洪志 陈立君 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期908-912,共5页
实现铀生产工艺设备中滞留量的准确测量是核材料衡算与控制过程的一个关键点。由于γ射线的自吸收效果显著,工艺设备几何结构特殊,无法采用常规校准方法进行数据处理。本文开展该情况下的自吸收校正方法研究,在物料厚度、介质成分、几... 实现铀生产工艺设备中滞留量的准确测量是核材料衡算与控制过程的一个关键点。由于γ射线的自吸收效果显著,工艺设备几何结构特殊,无法采用常规校准方法进行数据处理。本文开展该情况下的自吸收校正方法研究,在物料厚度、介质成分、几何参数不确定的条件下,初步建立了自吸收二维校正模型。模拟样品验证表明,建立的自吸收二维校正模型满足铀生产工艺设备滞留量测量的需求。 展开更多
关键词 滞留量 核材料衡算 自吸收校正 自吸收二维校正模型
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两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究 被引量:2
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作者 杨海亮 邱爱慈 +9 位作者 孙剑锋 高屹 苏兆锋 李静雅 孙凤举 梁天学 尹佳辉 丛培天 黄建军 任书庆 《中国工程科学》 2009年第11期70-78,共9页
主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8—2.1MV... 主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8—2.1MV,电流40—60kA,脉宽(FWHM)50~60n8,1m处的脉冲X剂量约20~30mGy,焦斑直径约Imm,X射线最高能量1.8MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究,给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理,实验获得的离子束峰值电流~160kA,离子的峰值能量-500keV,开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6~7MeV准单能脉冲γ射线,模拟x射线热一力学效应等应用基础研究。 展开更多
关键词 阳极杆箍缩二极管 离子束二极管 X射线 高功率离子束 箍缩 聚焦
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中性束注入器抑制极电源技术研究 被引量:5
16
作者 肖秀栋 陈文光 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期558-561,571,共5页
中性束注入(NBI)器抑制极电源是中性柬电源系统的组成部分,输出电压能根据实验情况在1-5kV内可调且脉冲式输出,脉冲波形的前后沿时间不大于20μs。采用串联谐振变换技术和移相脉宽调制技术设计高压直流平台,然后使用真空四极管进... 中性束注入(NBI)器抑制极电源是中性柬电源系统的组成部分,输出电压能根据实验情况在1-5kV内可调且脉冲式输出,脉冲波形的前后沿时间不大于20μs。采用串联谐振变换技术和移相脉宽调制技术设计高压直流平台,然后使用真空四极管进行调制,满足波形上的参数需要。对有关主电路和控制方法进行了分析说明。初步实验证明该设计调整性能好,抗过载与短路能力增强,能在脉冲负载状态下运行,具有较好的NBI实验应用前景。 展开更多
关键词 中性束 抑制极电源 谐振变换 脉宽调制 调制器
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图像采集及处理技术在粒子加速器束流剖面测量中的应用 被引量:2
17
作者 聂振鹏 郑勇 +1 位作者 沈志清 王少明 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期364-367,共4页
介绍了 HIRFL (兰州重离子研究装置 )上利用荧光靶对束团截面形状和流强大小的实时测量方法和对光斑图像进行动态分析的硬件结构以及软件的设计方法 ,并定量地给出一些测量结果。该系统具有可靠性好、精度高、测量直观。
关键词 图像获取卡 数据采集 粒子加速器 束流剖面测量
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PdY合金管束的氢渗透性能
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作者 连旭东 占勤 +1 位作者 丁卫东 杨丽玲 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期252-256,共5页
PdY合金膜因其具有良好的透氢性能与机械性能,有望应用于聚变堆氢同位素纯化工艺。基于PdY合金膜的服役参数及氚安全要求,有必要研究在低氢压下PdY合金膜的氢同位素渗透特性,为后续设计氢同位素纯化组件提供数据支撑。本工作基于直管外... PdY合金膜因其具有良好的透氢性能与机械性能,有望应用于聚变堆氢同位素纯化工艺。基于PdY合金膜的服役参数及氚安全要求,有必要研究在低氢压下PdY合金膜的氢同位素渗透特性,为后续设计氢同位素纯化组件提供数据支撑。本工作基于直管外压式PdY扩散器,研究了低氢压(<50 kPa)、工作温度为350~450℃条件下,厚度为80μm的PdY合金薄膜管的氢渗透速率与膜两侧压力、工作温度的关系。结果表明,低氢压下,PdY合金膜的氢渗透规律符合J=Φp^(n)H-p^(n)L/d,且压力指数n等于0.9,渗透速率控制机制主要表现为表面过程控速;提高工作温度使得合金膜的渗透通量增大,且温度对扩散过程的影响更大,使渗透过程更加趋于表面控速。此外,计算了该工作温度范围下的渗透系数,并通过阿伦尼乌斯公式推导求得渗透活化能约为24.54 kJ/mol,渗透常数Φ0为5.86×10^(-6)mol/(m·s·kPa^(0.9))。低氢压下,该厚度膜的渗透系数可由5.86×10^(-6)e-24.54/(RT)mol/(m·s·kPa^(0.9))进行计算。 展开更多
关键词 PdY合金膜 氢渗透 渗透系数 活化能 压力指数
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Tidal effects on hydrostatic leveling system used in high precision alignment of particle accelerator
19
作者 许少峰 何晓业 +2 位作者 陈晓东 黄显良 郎孝龄 《Nuclear Science and Techniques》 SCIE CAS CSCD 2014年第4期6-11,共6页
Hydrostatic leveling system(HLS)is widely used in precision engineering survey,especially the alignment of particle accelerator,and the tidal effects on the measurement accuracy of HLS is non-ignorable,thus studies on... Hydrostatic leveling system(HLS)is widely used in precision engineering survey,especially the alignment of particle accelerator,and the tidal effects on the measurement accuracy of HLS is non-ignorable,thus studies on tidal effects on the HLS is vital.A set of HLS was installed in Jingxian seismostation for verifying the methods to handle the tidal effects on the readings of HLS.Harmonic analysis of the data recorded by HLS and DSQ water tube clinometers in Jingxian seismostation and contrastive analysis of the results are completed.The tilt tide can be well reflected in the data of the both instruments and the results are both reliable.The reasons of the difference between the results are analyzed in this paper.Besides,a validation study based on the measurement data of the HLS used in SPring-8 storage ring for tidal correction on the reading of HLS is completed.The research establishes a foundation for HLS to be applied in micron-level precision alignment of particle accelerator in the future. 展开更多
关键词 粒子加速器 高精度定位 潮汐效应 调平系统 静液压 精密工程测量 HLS 数据验证
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加速器脉冲辐射场中子雷姆计数器的研制
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作者 李名兆 《标准计量与质量管理》 1992年第3期36-37,共2页
关键词 加速器 脉冲 辐射场 计数器
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