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Design of the Control System by Neural Net of Magnetic Field Power System for CSRe Cooling Equipment
No full text随着HIRFL-CSR工程的进展，对CSRe冷却装置Cooler部分的控制系统在实时性、可靠性和成本等方面提出了更高的要求，而且Cooler工作环境非常复杂，各种干扰难以预测，传统完全基于人工手动调试的方法十分繁杂，不仅需要大量的人力物力，还很难达到稳定的控制效果。因此，针对这些问题，如何实现Cooler的自动调束就成为必须解决的一个工程问题。
本文即从Cooler的控制系统改进出发，通过采用神经元网络算法为途径，以实现Cooler的自动调束为目标，来进行用于实现Cooler自动控制的神经网络控制器的设计与实现。其中，第一章为引言及设计思路，第五章为展望，中间三章为具体设计。
结合Cooler的控制要求，创新性的提出了利用流行的P2P技术来实现现场节点之间实时信息的传输，成功的把控制功能下放到了现场；采用了我们自己建立的具有国际先进水平的，以高端FPGA和嵌入式操作系统为基础的先进控制器硬件平台；同时，在提供的超大规模FPGA中，用硬件算法运算器基本完成了基于神经元网络BP算法的神经元网络节点控制器。
由于目前CSR正在进行束流实验，不能实现对Cooler控制系统的联调，因此，我们仅完成了基于实验平台的模拟仿真。通过仿真，很好的证明了采用了硬件算法在FPGA中实现高速神经元网络节点用于加速器Cooler自动调束是完全可能的。
在最后结尾部分，我们重新对该神经元网络控制器进行了总结，并提出了相应的技术展望和今后的工作方向。本课题对Cooler控制的完善进行了有益的探索，提出了可行的实现方案，该研究对于Cooler的控制系统改造具有重要的工程意
The development of a new type resistive plate chamber(RPC) detector
No full text兰州重离子冷却储存环（HIRFL-CSR）工程的建成，极大的扩展了我国核物
理实验研究的领域和内容。在 CSR 束流条件下，强子物理、放射性束物理以及
重离子碰撞动力学研究将是原子核物理最为主要的三个研究方向。根据这些研究
的需要，两套大型实验装置的设计研制工作目前正在进行。因为两套装置都将飞
行时间方法作为粒子鉴别和动量测量的主要手段之一，所以选择合适的快时间探
测器十分重要。
由于具有好的时间分辨能力、容易大面积制造、造价低廉、易于维护等优点，
近年来，阻性板室（RPC）探测器作为时间拾取和触发装置在许多高能物理实验
中广泛应用。RPC 也成为CSR实验终端时间探测器的一种选择。
最大计数率较低是传统 RPC 的一个缺点，这限制了其在粒子高通量区域的
应用。论文工作对制约 RPC 计数率提高的各种因素进行了研究，并利用
Monte-Carlo 程序对 RPC 的部分性能指标同结构、工作气体、工作电压之间的关
系进行了初步的模拟。为了减弱空间电荷积累的影响，提高RPC的最大计数率，
不同于传统RPC的两块阻性板结构， 论文中提出了只采用一块阻性板的新型RPC
设计方案，并完成了初步的样机研制。论文工作完成了 RPC 宇宙线测试系统、
供气系统等的搭建，并对所研制的 RPC的部分性能进行了测试和讨论
Optical properties revealing annealing behavior of high-temperature He-implantation induced defects in silicon carbide
No full text6H-SiC single crystal specimens were implanted at 600 K with 100 KeV He ions to three successively increasing fluences and subsequently annealed at different temperatures ranging from 600℃ to 1200℃ in vacuum.After the annealing,the samples were investigated by using Raman scattering spectroscopy and photoluminescence spectrometry,respectively.Both of the two methods showed that the damage induced by helium-ion-implantation in the lattice is closely related to the dose.The thermal annealing brings about reco...中文摘要：对氦(He)离子高温(600K)注入6H-SiC中的辐照缺陷,在阶梯温度退火后演化行为的拉曼光谱和室温光致发光谱的特征进行了分析.这两种方法的实验结果表明,离子注入所产生晶格损伤的程度与注入剂量有关;高温退火导致损伤的恢复,不同注入剂量造成的晶格损伤需要不同的退火温度才可恢复.在阶梯温度退火下呈现出了点缺陷的复合、氦-空位团的产生、氦泡的形核、长大等特性.研究表明:高温(600K)注入在一定剂量范围内是避免注入层非晶化的一个重要方法,为后续利用氦离子注入空腔掩埋层吸杂或者制备低成本、低缺陷密度的绝缘层上碳化硅(SiCOI)材料提供了可能
The influence of the charged back side on the transmission of highly charged ions through PC nanocapillaries
No full textreaserch of methods and circuits for multi-channel charge and time measurement
No full text随着国家大科学工程兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)建成，HIRFL-CSR实验探测系统也正在建设当中。实验探测系统由外靶系统和内靶系统构成。用于探测中子的中子墙探测器是外靶系统中的一个重要组成部分，它有252个探测单元，每一个探测器单元都要求很好的能量分辨和时间分辨，还要求有很高数据获取率。为此，我们设计研发适合于中子墙探测器这样的大型闪烁体探测器的前端电子学读出系统。论文从发展髙性能多路小型化前端电路和研究QAC、TAC的方法和电路两个方面进行研究，讨论了我们采用的新思路和新方法。 我们设计的新型的多道高精度的电荷-电压、时间转换电路.该电路主要用于在相关控制信号的配合下，将光电倍增管输出的快电流脉冲信号转化为电压信号,并在控制信号作用下,将电压信号通过数据采集系统直接送入计算机进行处理。电路采用新型的QAC方法，用于处理快速的电流信号,突出特点是转换速度快,电路结构简单,输入信号范围大,精度高,功耗低, 电路采用改进的TAC方法，用于处理快速的时间信号,利用高速DMOS开关，并优化控制逻辑时序，极大提高了测试精度。 实验室调试结果说明系统已能够适应物理实验的要求，并为最终建立一个完整的满足性能要求的前端电子学系统打下了坚实的基础随着国家大科学工程兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)建成，HIRFL-CSR实验探测系统也正在建设当中。实验探测系统由外靶系统和内靶系统构成。用于探测中子的中子墙探测器是外靶系统中的一个重要组成部分，它有252个探测单元，每一个探测器单元都要求很好的能量分辨和时间分辨，还要求有很高数据获取率。为此，我们设计研发适合于中子墙探测器这样的大型闪烁体探测器的前端电子学读出系统。论文从发展髙性能多路小型化前端电路和研究QAC、TAC的方法和电路两个方面进行研究，讨论了我们采用的新思路和新方法。 我们设计的新型的多道高精度的电荷-电压、时间转换电路.该电路主要用于在相关控制信号的配合下，将光电倍增管输出的快电流脉冲信号转化为电压信号,并在控制信号作用下,将电压信号通过数据采集系统直接送入计算机进行处理。电路采用新型的QAC方法，用于处理快速的电流信号,突出特点是转换速度快,电路结构简单,输入信号范围大,精度高,功耗低, 电路采用改进的TAC方法，用于处理快速的时间信号,利用高速DMOS开关，并优化控制逻辑时序，极大提高了测试精度。 实验室调试结果说明系统已能够适应物理实验的要求，并为最终建立一个完整的满足性能要求的前端电子学系统打下了坚实的基
Design of specified amplifier based on CMOS devices
No full text随着国家大科学工程兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)建成，CSRm实验探测系统也正在建设当中。CSRm实验探测系统具有多种探测器数万个探测单元。对于这样先进的探测器和大型实验探测系统采用传统的电子学仪器和方法已经无法构成读出电子学系统和数据获取系统，对前端读出电子学系统、数据获取系统提出更高的要求。因此，采用专用集成电路芯片(ASIC)构成前端读出电子学系统是最可行的方法。本论文所述的基于MOS管的专用放大电路设计正是基于集成电路（ASIC）芯片构建前端读出电子学系统的前期研究子部分。作为ASIC前端读出电子学研究的一部分，本论文主要阐述基于MOS器件的放大电路的研究，主要包括以下内容： 1、设计及实现基于CMOS管的电荷灵敏前置放大器，最后给出制作PCB板后的实验室调试结果； 2、设计仿真基于DMOS管的电荷灵敏前置放大器，对仿真结果进行讨论； 3、利用集成电路设计软件Tanner Pro实现电荷灵敏前置放大器的物理版图设计随着国家大科学工程兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)建成，CSRm实验探测系统也正在建设当中。CSRm实验探测系统具有多种探测器数万个探测单元。对于这样先进的探测器和大型实验探测系统采用传统的电子学仪器和方法已经无法构成读出电子学系统和数据获取系统，对前端读出电子学系统、数据获取系统提出更高的要求。因此，采用专用集成电路芯片(ASIC)构成前端读出电子学系统是最可行的方法。本论文所述的基于MOS管的专用放大电路设计正是基于集成电路（ASIC）芯片构建前端读出电子学系统的前期研究子部分。作为ASIC前端读出电子学研究的一部分，本论文主要阐述基于MOS器件的放大电路的研究，主要包括以下内容： 1、设计及实现基于CMOS管的电荷灵敏前置放大器，最后给出制作PCB板后的实验室调试结果； 2、设计仿真基于DMOS管的电荷灵敏前置放大器，对仿真结果进行讨论； 3、利用集成电路设计软件Tanner Pro实现电荷灵敏前置放大器的物理版图设
The experimental study of Helicon plasma source
No full text本论文设计建造了全新的Helicon等离子体源，用于近代物理所加速器强流束等离子体中和和聚焦研究。等离子密度峰值可达到3.9×1013cm－3。采用朗谬尔四探针诊断方法系统研究了该等离子体源的特性。在等离子体源基础上，将扩散区代之以引出系统和束流测量系统，建成了Helicon离子源。 Helicon源的特点是等离子体密度高，均匀性好，在离子源技术，等离子体物理研究，材料加工以及航空推进等方面有着广泛的应用。但是国内在Helicon源的研究方面尚处于空白，国际上对其基本原理和工作机制至今还不太清楚，一台新Helicon离子源从设计建造到实验调试，都处于半经验状态，没有完整的理论可循。本论文设计建造的Helicon等离子体源是在低射频功率、低磁感应强度下产生高密度的等离子体。通过对放电管、天线、射频源、和高频耦合电路等各参数的反复调节和优化，在以氩气为中性气体、1200W射频功率和200Gs磁感应强度下，获得等离子体密度峰值达到3.9×1013cm－3。并对等离子体特性随各参数的变化关系进行了系统的实验研究，研究结果表明：（1）等离子体密度随射频源功率增加而增大并渐趋饱和，在300-600W时出现跳跃，说明离子源由放电模式转变为Helicon模式；（2）随磁感应强度增加，等离子体密度出现极值，需要寻求二者的最佳匹配；（3）当中性气体为氩气时，等离子体密度最大；（4）等离子体中心密度最高，沿轴向衰减较快，但径向分布均匀，实验验证了Helicon源离子均匀分布的特性，初步估计该等离子体横向能量较大，但还需要进一步研究。本文在Helicon等离子体源的基础上，去掉扩散区加上引出系统和束流测量系统，设计建造了一台Helicon离子源。进行了初步的束流引出实验，在输入功率为200W时，获得引出束流1mA。发现并解决了额外功率在等离子体电极上的损耗、溅射等问题，在以后的工作中将通过模拟计算对引出系统进行进一步优化，以取得较好的引出束流结果本论文设计建造了全新的Helicon等离子体源，用于近代物理所加速器强流束等离子体中和和聚焦研究。等离子密度峰值可达到3.9×1013cm－3。采用朗谬尔四探针诊断方法系统研究了该等离子体源的特性。在等离子体源基础上，将扩散区代之以引出系统和束流测量系统，建成了Helicon离子源。 Helicon源的特点是等离子体密度高，均匀性好，在离子源技术，等离子体物理研究，材料加工以及航空推进等方面有着广泛的应用。但是国内在Helicon源的研究方面尚处于空白，国际上对其基本原理和工作机制至今还不太清楚，一台新Helicon离子源从设计建造到实验调试，都处于半经验状态，没有完整的理论可循。本论文设计建造的Helicon等离子体源是在低射频功率、低磁感应强度下产生高密度的等离子体。通过对放电管、天线、射频源、和高频耦合电路等各参数的反复调节和优化，在以氩气为中性气体、1200W射频功率和200Gs磁感应强度下，获得等离子体密度峰值达到3.9×1013cm－3。并对等离子体特性随各参数的变化关系进行了系统的实验研究，研究结果表明：（1）等离子体密度随射频源功率增加而增大并渐趋饱和，在300-600W时出现跳跃，说明离子源由放电模式转变为Helicon模式；（2）随磁感应强度增加，等离子体密度出现极值，需要寻求二者的最佳匹配；（3）当中性气体为氩气时，等离子体密度最大；（4）等离子体中心密度最高，沿轴向衰减较快，但径向分布均匀，实验验证了Helicon源离子均匀分布的特性，初步估计该等离子体横向能量较大，但还需要进一步研究。本文在Helicon等离子体源的基础上，去掉扩散区加上引出系统和束流测量系统，设计建造了一台Helicon离子源。进行了初步的束流引出实验，在输入功率为200W时，获得引出束流1mA。发现并解决了额外功率在等离子体电极上的损耗、溅射等问题，在以后的工作中将通过模拟计算对引出系统进行进一步优化，以取得较好的引出束流结
The Isospin Effects of Particles Emitted in Heavy-ion collisions
No full text本文首先介绍了当前核物理的热点问题之一，放射性核束物理中的对称能密度依赖性问题。讨论了对称能的概念、研究意义、介绍了了重离子碰撞输运模型IBUU04。接下来，文章主要研究的是重离子反应中粒子发射的同位旋效应，从而进一步研究对称能的信息。基于IBUU04输运模型，模拟了Sn的两种同位素124Sn+124Sn和112Sn+112Sn在束流能量为50MeV每核子，碰撞参数为2 fm，4 fm，8 fm 的核反应。利用反应的数据，分析了n/p和双n/p的对称能效应以及碰撞参数的依赖性。结果表明：在大碰撞参数的碰撞中，高能核子的双中质比有很明显的对称能效应。同时，还研究了能量为400MeV/A，Sn的同位素的反应中π介子的产生，π-/π+、双π-/π+ 的对称能效应。文章的结尾，我们讨论了A=3的镜像核t和3He发射的对称能效应及碰撞参数依赖性，t-3He流的对称能效应，t/3He同n/p的发射关联。结果表明：在丰中子反应系统,中心碰撞下t/3He同n/p有着关联;大碰撞参数下t/3He有较好的对称能效应，t-3He相对流和微分流有着较好的对称能效应。最后，我们给出了本文的基本结论，就当前工作中的问题和今后发展的方向做出了的展望本文首先介绍了当前核物理的热点问题之一，放射性核束物理中的对称能密度依赖性问题。讨论了对称能的概念、研究意义、介绍了了重离子碰撞输运模型IBUU04。接下来，文章主要研究的是重离子反应中粒子发射的同位旋效应，从而进一步研究对称能的信息。基于IBUU04输运模型，模拟了Sn的两种同位素124Sn+124Sn和112Sn+112Sn在束流能量为50MeV每核子，碰撞参数为2 fm，4 fm，8 fm 的核反应。利用反应的数据，分析了n/p和双n/p的对称能效应以及碰撞参数的依赖性。结果表明：在大碰撞参数的碰撞中，高能核子的双中质比有很明显的对称能效应。同时，还研究了能量为400MeV/A，Sn的同位素的反应中π介子的产生，π-/π+、双π-/π+ 的对称能效应。文章的结尾，我们讨论了A=3的镜像核t和3He发射的对称能效应及碰撞参数依赖性，t-3He流的对称能效应，t/3He同n/p的发射关联。结果表明：在丰中子反应系统,中心碰撞下t/3He同n/p有着关联;大碰撞参数下t/3He有较好的对称能效应，t-3He相对流和微分流有着较好的对称能效应。最后，我们给出了本文的基本结论，就当前工作中的问题和今后发展的方向做出了的展
The Gas-filled Recoil Spectrometer for Synthesis of Superheavy Elements and the Early Part of Its Regulation and Test
No full text论文介绍了超重充气谱仪的基本原理及此类装置的国际现状，在此基础上，对中国科学院近代物理研究所超重谱仪充气段的基本情况进行了描述。本工作采用离线和在线的方法对超重谱仪充气段进行了调试。在离线实验中，通过改变α源及探测装置的位置，确定了谱仪的接收度，得到了谱仪对不同能量及发散度的α粒子的传输效率，测试了充气对谱仪传输效率的影响，并对靶厚与传输效率间的关系进行了模拟研究。根据离线实验的结果，对谱仪进行了合理的改进。在线实验利用重离子束流轰击薄靶并观测靶反冲核的方法，确认了束流监测装置的最佳探测器和最佳安装位置，测试了谱仪对一些靶反冲核的传输效率。通过初步调试，测试了该超重谱仪充气段的一些基本性能，测量了谱仪的一些相关参数，为其投入今后的物理实验研究提供了必要的经验和参考论文介绍了超重充气谱仪的基本原理及此类装置的国际现状，在此基础上，对中国科学院近代物理研究所超重谱仪充气段的基本情况进行了描述。本工作采用离线和在线的方法对超重谱仪充气段进行了调试。在离线实验中，通过改变α源及探测装置的位置，确定了谱仪的接收度，得到了谱仪对不同能量及发散度的α粒子的传输效率，测试了充气对谱仪传输效率的影响，并对靶厚与传输效率间的关系进行了模拟研究。根据离线实验的结果，对谱仪进行了合理的改进。在线实验利用重离子束流轰击薄靶并观测靶反冲核的方法，确认了束流监测装置的最佳探测器和最佳安装位置，测试了谱仪对一些靶反冲核的传输效率。通过初步调试，测试了该超重谱仪充气段的一些基本性能，测量了谱仪的一些相关参数，为其投入今后的物理实验研究提供了必要的经验和参
Inter-mixing and Phase Transformation of Metal/Metal Systems Induced by Heavy Ion Irradiations
No full text本论文用重离子在室温下辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu(5n m)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5(8)/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5)和Fe/Nb(Si /[Fe(10nm)/Nb(4nm)/Fe(4nm)/Nb(4nm)]2/[Fe(4nm)/Nb(4nm)]4))金属多层膜样品，然后利用X射线衍射谱、俄歇电子元素深度剖析谱、透射电子显微镜和振动样品磁强计对样品进行分析。主要研究界面原子混合、相变现象及其与离子辐照参数之间的关系。 1. 室温下用400 keV Xe离子辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu (5nm)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm))和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，离子辐照引起了Fe/Cu多层膜中Fe与Cu原子的混合和Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体地出现；而在Fe/Nb多层膜中，离子辐照引起Fe与Nb原子的混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 2. 室温下用2 MeV Xe离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合，辐照量较大时形成Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体；而在Fe/Nb多层膜中，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 3. 室温下用2.03 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：对于Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)多层膜，辐照量为1.0×1013ions/cm2时，发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化；对于Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5多层膜，随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合；对于Fe/Nb多层膜，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 4. 室温下用1.08 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：在Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5和Fe/Nb多层膜中，辐照引起Fe层与Cu（Nb）层混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 最后，对重离子辐照引起多层膜界面原子混合及相变的机理进行了探讨本论文用重离子在室温下辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu(5n m)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5(8)/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5)和Fe/Nb(Si /[Fe(10nm)/Nb(4nm)/Fe(4nm)/Nb(4nm)]2/[Fe(4nm)/Nb(4nm)]4))金属多层膜样品，然后利用X射线衍射谱、俄歇电子元素深度剖析谱、透射电子显微镜和振动样品磁强计对样品进行分析。主要研究界面原子混合、相变现象及其与离子辐照参数之间的关系。 1. 室温下用400 keV Xe离子辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu (5nm)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm))和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，离子辐照引起了Fe/Cu多层膜中Fe与Cu原子的混合和Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体地出现；而在Fe/Nb多层膜中，离子辐照引起Fe与Nb原子的混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 2. 室温下用2 MeV Xe离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合，辐照量较大时形成Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体；而在Fe/Nb多层膜中，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 3. 室温下用2.03 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：对于Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)多层膜，辐照量为1.0×1013ions/cm2时，发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化；对于Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5多层膜，随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合；对于Fe/Nb多层膜，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 4. 室温下用1.08 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：在Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5和Fe/Nb多层膜中，辐照引起Fe层与Cu（Nb）层混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 最后，对重离子辐照引起多层膜界面原子混合及相变的机理进行了探