Institutional Repository of Institute of Modern Physics, CAS
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Large-scale multi-tier distributed data exchange system of CSR Control system
No full textCSR控制系统是一个庞大的网络分布式控制系统,它是由许多子系统组成。大规模多级分布式数据交互系统是CSR控制系统中的核心。它是实现CSR束流多能量级连调的核心，它涉及整个CSR控制系统的数据传输以及数据结构定义。大规模多级分布式数据交互系统的开发是基于螺旋模型，采用螺旋模型进行开发能最优实现CSR控制系统的需求以及各开发阶段具有很大的设计灵活性。该大规模多级分布式数据交互系统完全实现了采集数据的上行和控制数据的下行，系统通过网页实现对控制数据的录入以及对采集数据的实时显示。CSR所有数据都存储于Oracle数据库系统，数据库系统是一个三级分布式数据库系统，这样能均衡各前端服务器的资源与性能。前端服务器COM组件通过TCP/IP与ARM控制器和多功能控制器进行数据上行下行的数据交互，以及通过PCI 接口实现与各FPGA板卡进行数据交互。 论文论述了对大规模多级分布式数据交互系统、网页系统、Oracle数据库系统、COM组件库、PCI驱动程序以及各软件系统的设计实现。对大规模多级分布式数据交互系统主要从系统的结构、各级硬件设计和各级软件系统的设计这几个方面进行论述；网页系统主要描述了该系统是基于MVC框架模型的开发设计并介绍了JavaBean与Oracle数据库系统的数据交互；Oracle数据库系统主要从二级Oracle数据库的自动实时更新，和各触发器系统这几方面进行论述；又从各COM接口的功能方法进行对COM组件库的全面论述；PCI驱动程序的设计开发是与各FPGA板卡的数据交互的必须条件。大规模多级分布式数据交互系统的软件开发都采用了螺旋模型对其进行开发。本文的工作是CSR控制系统中的核心部分，具有重要的意义，同时也给同行研究工作者提供了重要的参考。 本文核心及创新点：1、创造性地提出了大规模多级分布式数据交互系统软件工程。2、三级分布式数据库系统的自动实时更新。3、采用web+Oracle+COM+PCI+ARM+FPGA+DSP的多级数据传输。4、设计并实现虚拟加速器。 从现场调试运行和验收的情况来看，大规模多级分布式数据交互系统不论从结构设计，还是软硬件设计开发都达到了设计要求CSR控制系统是一个庞大的网络分布式控制系统,它是由许多子系统组成。大规模多级分布式数据交互系统是CSR控制系统中的核心。它是实现CSR束流多能量级连调的核心，它涉及整个CSR控制系统的数据传输以及数据结构定义。大规模多级分布式数据交互系统的开发是基于螺旋模型，采用螺旋模型进行开发能最优实现CSR控制系统的需求以及各开发阶段具有很大的设计灵活性。该大规模多级分布式数据交互系统完全实现了采集数据的上行和控制数据的下行，系统通过网页实现对控制数据的录入以及对采集数据的实时显示。CSR所有数据都存储于Oracle数据库系统，数据库系统是一个三级分布式数据库系统，这样能均衡各前端服务器的资源与性能。前端服务器COM组件通过TCP/IP与ARM控制器和多功能控制器进行数据上行下行的数据交互，以及通过PCI 接口实现与各FPGA板卡进行数据交互。 论文论述了对大规模多级分布式数据交互系统、网页系统、Oracle数据库系统、COM组件库、PCI驱动程序以及各软件系统的设计实现。对大规模多级分布式数据交互系统主要从系统的结构、各级硬件设计和各级软件系统的设计这几个方面进行论述；网页系统主要描述了该系统是基于MVC框架模型的开发设计并介绍了JavaBean与Oracle数据库系统的数据交互；Oracle数据库系统主要从二级Oracle数据库的自动实时更新，和各触发器系统这几方面进行论述；又从各COM接口的功能方法进行对COM组件库的全面论述；PCI驱动程序的设计开发是与各FPGA板卡的数据交互的必须条件。大规模多级分布式数据交互系统的软件开发都采用了螺旋模型对其进行开发。本文的工作是CSR控制系统中的核心部分，具有重要的意义，同时也给同行研究工作者提供了重要的参考。 本文核心及创新点：1、创造性地提出了大规模多级分布式数据交互系统软件工程。2、三级分布式数据库系统的自动实时更新。3、采用web+Oracle+COM+PCI+ARM+FPGA+DSP的多级数据传输。4、设计并实现虚拟加速器。 从现场调试运行和验收的情况来看，大规模多级分布式数据交互系统不论从结构设计，还是软硬件设计开发都达到了设计要
核物质对称能的高密行为研究
No full textOne of the major tasks of studying isospin physics via heavy-ion collisions with neutron-rich nuclei, is to explore the isospin dependence of in-medium nuclear effective interactions and the equation of state of neutron-rich nuclear matter, i.e., the density dependence of nuclear symmetry energy. Because of its great importance for understanding many phenomena in both nuclear physics and astrophysics, the study of the density dependence of nuclear symmetry energy has been the main focus of the intermediate。中文摘要：同位旋物理的主要任务之一是通过放射性核束引起的核反应来探索介质中有效核子 核子相互作用的同位旋依赖性，尤其是同位旋相关的核物质状态方程，即，密度依赖的核物质对称能。由于对称能，尤其是其高密行为，对核物理学和天体物理学具有重要意义，密度依赖的对称能在过去10年一直是中能重离子物理研究领域的主要焦点之一。近年来，低密对称能的研究已经取得了重要进展，而对称能的高密行为仍然很不确定。在理论方面，人们提出了许多对高密对称能敏感的观测量。实验方面，关于对称能高密行为研究的实验计划已经展开，世界各地正在建造的放射性核束装置为对称能的高密行为研究提供了新的机遇。基于Ｉ ＢＵＵ输运模型综述了研究对称能高密行为的一些敏感观测量及其最新进展，以及所面临的挑战与机遇
The development of all-permanent magnet ECR ion sources at IMP
No full textElectron Cyclotron Resonance (ECR) ion source is regarded as the most efficient machine to produce stable multiple charge state ion beams. Because of the special characteristics, all-permanent magnet ECR ion sources have been widely adopted around the world to produce stable ion beams of multiple charge state with good repetition have been widely adopted around the world to produce stable ion beams of multiple charge state with good repetition and high duty factor for compact research platforms and ion beam implanters. In this paper, all-permanent magnet ECR ion sources developed at IMP are presented, and typical parameters and performances are discussed. The high charge state source, LAPECR2, is mainly used to produce intense high charge state ion beams, and the LAPECR1 source is designed to produce intense ion beams of medium and low charge state. An improved LAPECR1-M is specially designed to produce heavy metal ion beams of low charge state. These ECR ion sources have been adopted by different experimental terminals at IMP and, with their nice performance, many experimental studies could be possible. 中文文摘：ECR(电子回旋共振)离子源是产生稳定的强流多电荷态离子束流最有效装置。全永磁ECR 离子源因其独特的特点为很多中小型多电荷态离子束流实验平台与离子注入机等系统所采用，为后者产生重复性好、稳定性强的多电荷态离子束流。本文着重论述了中国科学院近代物理研究所研制的几台全永磁多电荷态ECR 离子源及其特性与典型性能，如能产生强流高电荷态离子束流的高性能全永磁离子源LAPECR2，能产生强流中
低电荷态离子束流的LAPECR1，能产生多电荷态重金属离子束流的LAPECR1-M 等。这些性能稳定的离子源为提高近代物理研究所相关试验平台的性能提供了关键的束流品质保障
Automatic Gain Control Design in Software Radio Receiver
No full textThis paper primarily elaborates automatic gain control design method in software radio receiver. It mainly uses in-phase and quadrature components quadratic sum to subtract the expectation of the output power to get the error statistic of the plus. The error statistic of the plus is smoothed by first order digital filter, and then is used to gain the output signals of controller. Thereby, it can make the system work well in certain dynamic region area of signals. It is designed for the Cooling Storage Ring ...中文文摘：本文主要阐述了软件无线电接收机中的相干AGC设计,主要利用了同相和正交支路的平方和与所期望的信号输出功率值相减,得到增益的误差统计量。该误差统计量经过一阶数字滤波器平滑,然后用于控制器输出信号的增益,从而使系统在一定的信号动态范围内都能工作。该设计主要用于兰州重离子加速器冷却存贮环的主环(CSRm)的重离子束团踢轨(Kicker System)的精确控制
A Read-out and Data Acquisition System for the Outputs of Multi-channel Spectroscopy Amplifiers
No full textA read-out and data acquisition system for the outputs of multi-channel spectroscopy amplifiers is introduced briefly in this paper.The 16-channel gating integrator/multiplexer developed by us and PXI-DAQ card are used to construct this system.A virtual instrument system for displaying,indicating,measuring and recording of output waveform is accomplished by integrating the PC,hardware,software together flexibly based on the Lab Windows/CVI platform in our read-out and data acquisition system.In this system,...中文文摘：简要介绍一个针对多路谱仪放大器的读出与数据采集方法与系统。该系统基于16通道门积分/选通输出电路和通用PXI-DAQ卡构建。利用Lab Windows/CVI平台构建虚拟仪器,灵活地将计算机、硬件、软件结合起来,设计了一个读出与数据采集系统。在该系统中,一个ADC通道可以面对16个谱仪放大器的输出,有效地提高了系统的集成度,降低了数据采集系统的成本。该设计为利用通用型谱仪放大器构建数百参数的信号读出与数据采集系统提供了一种新的方法。通过实验验证,证明该系统具有智能化、可靠性高、实时性强、成本低等优点
Study of baryon magnetic moment and charmed baryon spectroscopy.
No full text强子内部的有效自由度是强子物理研究的一个重要内容。本文利用含有五夸克成份的重子波函数计算了重子八重态的磁矩；利用含有偶夸克的弦模型研究单粲夸克重子谱。计算结果显示，在由轻夸克组成的重子八重态中，五夸克成分对粒子自旋磁矩有很大贡献；在含有重味夸克的重子中，将两个轻夸克近似看作偶夸克能得出合理的结果。磁矩和 衰变率的计算常常是检验重子模型是否合理的第一步。三夸克重子模型无法解释近些年来实验上发现的核子自旋丢失以及海夸克的非对称性等现象。三个价夸克与核子内的海夸克对可以形成瞬时稳定的五夸克态。邹冰松等在其模型中构造出这样一个态，它能同时给出奇异夸克对质子负的自旋贡献和正的磁矩贡献。而且该模型也能很好的解释夸克海中 被压低的实验结果。基于此模型，我们把奇异夸克的贡献推广到所有夸克贡献得出质子磁矩，然后由对称性构造其他八重态波函数并计算它们的磁矩。通过拟合实验，我们分析了重子内多夸克成分的几率，然后计算了 衰变系数以及轨道角动量对核子自旋的贡献等。含有重味夸克的重子是研究重子结构的一个非常理想的场所。近些年来，实验上发现了大量含粲夸克的重子，但是没有给出这些重子的宇称和角动量。通过分析单粲夸克重子谱，我们发现能级图中出现的劈裂可以分成宽度不同的两类。这可由引入两类偶夸克与粲夸克不同的的耦合给出解释。我们首先对含粲夸克重子按不同偶夸克进行了分类，进而给出部分粒子的宇称和角动量；然后利用A. Selem等推广的弦模型，计算了单粲夸克重子谱。 我们预测了实验上发现的一些高激发态的宇称和角动量同时给出了各种偶夸克的质量，并对其作了定性分析。我们还计算了含有粲夸克的五夸克态重子能谱。最后，对取得的结果作了讨论以及指出未来工作的方向强子内部的有效自由度是强子物理研究的一个重要内容。本文利用含有五夸克成份的重子波函数计算了重子八重态的磁矩；利用含有偶夸克的弦模型研究单粲夸克重子谱。计算结果显示，在由轻夸克组成的重子八重态中，五夸克成分对粒子自旋磁矩有很大贡献；在含有重味夸克的重子中，将两个轻夸克近似看作偶夸克能得出合理的结果。磁矩和 衰变率的计算常常是检验重子模型是否合理的第一步。三夸克重子模型无法解释近些年来实验上发现的核子自旋丢失以及海夸克的非对称性等现象。三个价夸克与核子内的海夸克对可以形成瞬时稳定的五夸克态。邹冰松等在其模型中构造出这样一个态，它能同时给出奇异夸克对质子负的自旋贡献和正的磁矩贡献。而且该模型也能很好的解释夸克海中 被压低的实验结果。基于此模型，我们把奇异夸克的贡献推广到所有夸克贡献得出质子磁矩，然后由对称性构造其他八重态波函数并计算它们的磁矩。通过拟合实验，我们分析了重子内多夸克成分的几率，然后计算了 衰变系数以及轨道角动量对核子自旋的贡献等。含有重味夸克的重子是研究重子结构的一个非常理想的场所。近些年来，实验上发现了大量含粲夸克的重子，但是没有给出这些重子的宇称和角动量。通过分析单粲夸克重子谱，我们发现能级图中出现的劈裂可以分成宽度不同的两类。这可由引入两类偶夸克与粲夸克不同的的耦合给出解释。我们首先对含粲夸克重子按不同偶夸克进行了分类，进而给出部分粒子的宇称和角动量；然后利用A. Selem等推广的弦模型，计算了单粲夸克重子谱。 我们预测了实验上发现的一些高激发态的宇称和角动量同时给出了各种偶夸克的质量，并对其作了定性分析。我们还计算了含有粲夸克的五夸克态重子能谱。最后，对取得的结果作了讨论以及指出未来工作的方
Study on the Yeast Mutant with High Alcohol Yield Fermented in Sweet Sorghum Juice after Carbon ion irradiation
No full text为了选育出适合发酵甜高粱汁来生产酒精的酵母菌株，本论文以酒精酵母Saccharomyces cerevisiae YY为材料，利用兰州近代物理研究所重离子研究装置（HIRFL）产生的100MeV/u碳离子束对酒精酵母进行了辐照诱变。采用红四氮唑（TTC）作为筛选指示剂，初筛得到了5株产酒能力有所提高的突变酵母菌。通过甜高粱汁发酵，测定发酵液中酒精含量和残糖，复筛出产酒精能力比出发菌株有明显提高的诱变菌株T4。并对其发酵条件进行了优化，以期获得的结果能够为甜高粱汁工业化生产酒精提供参考数据。通过本论文的研究，得到以下初步结果： 1. 在甜高粱汁培养基中，酒精酵母YY的对数生长期在8-20h之间，此时菌体的生长繁殖比较旺盛，活力最佳，为辐照诱变的最佳时期。辐照后，菌体的存活率随辐照剂量的增加呈现出逐渐衰减的趋势。 2. 红四氮唑TTC是一种无色显色指示剂，活菌中所含的脱氢酶可将它还原成红色，因此可以根据菌落呈色的深浅判断酵母菌产酒精能力的高低，从而挑选出产酒能力较高的菌株。本试验用TTC双层培养基法初步筛选出了利用甜高粱汁发酵生产酒精能力较强的T4酵母菌株。 3. 对影响T4菌发酵甜高粱汁生产酒精的几个主要因素（甜高粱汁糖度、接种量、温度、pH、无机盐）进行了初步探讨研究，得出了T4菌发酵甜高粱汁生产酒精的最适条件为：甜高粱汁糖度22%，接种量10%，温度30oC,pH 4.5 ,无机盐加入量为:（NH4）2SO4 1g/L，KH2PO4 5g/L，MgSO4 3g/L。 4. 对发酵条件进行优化后的中试结果显示：出发菌株YY发酵甜高粱汁的时间为36h，酒精产量为8.6% (V/V) ，而T4突变菌甜高粱汁发酵液中的最终酒精含量可以达到9.8%，发酵时间仅为24h。因此，T4菌在工业应用中很有前景为了选育出适合发酵甜高粱汁来生产酒精的酵母菌株，本论文以酒精酵母Saccharomyces cerevisiae YY为材料，利用兰州近代物理研究所重离子研究装置（HIRFL）产生的100MeV/u碳离子束对酒精酵母进行了辐照诱变。采用红四氮唑（TTC）作为筛选指示剂，初筛得到了5株产酒能力有所提高的突变酵母菌。通过甜高粱汁发酵，测定发酵液中酒精含量和残糖，复筛出产酒精能力比出发菌株有明显提高的诱变菌株T4。并对其发酵条件进行了优化，以期获得的结果能够为甜高粱汁工业化生产酒精提供参考数据。通过本论文的研究，得到以下初步结果： 1. 在甜高粱汁培养基中，酒精酵母YY的对数生长期在8-20h之间，此时菌体的生长繁殖比较旺盛，活力最佳，为辐照诱变的最佳时期。辐照后，菌体的存活率随辐照剂量的增加呈现出逐渐衰减的趋势。 2. 红四氮唑TTC是一种无色显色指示剂，活菌中所含的脱氢酶可将它还原成红色，因此可以根据菌落呈色的深浅判断酵母菌产酒精能力的高低，从而挑选出产酒能力较高的菌株。本试验用TTC双层培养基法初步筛选出了利用甜高粱汁发酵生产酒精能力较强的T4酵母菌株。 3. 对影响T4菌发酵甜高粱汁生产酒精的几个主要因素（甜高粱汁糖度、接种量、温度、pH、无机盐）进行了初步探讨研究，得出了T4菌发酵甜高粱汁生产酒精的最适条件为：甜高粱汁糖度22%，接种量10%，温度30oC,pH 4.5 ,无机盐加入量为:（NH4）2SO4 1g/L，KH2PO4 5g/L，MgSO4 3g/L。 4. 对发酵条件进行优化后的中试结果显示：出发菌株YY发酵甜高粱汁的时间为36h，酒精产量为8.6% (V/V) ，而T4突变菌甜高粱汁发酵液中的最终酒精含量可以达到9.8%，发酵时间仅为24h。因此，T4菌在工业应用中很有前
The development of a new type resistive plate chamber(RPC) detector
No full text气体探测器在核物理及粒子物理领域有着广泛的应用，尤其是阻性板室探测器，以其低廉的造价、优异的性能在各个大型实验室中都发挥着重要的作用。日本国家高能物理实验室(KEK)的Belle探测器，斯坦福大学斯坦福直线加速器中心(SLAC)的BaBar大型探测器，欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)的CMS与ATLAS谱仪，北京高能物理研究所(IHEP)的BESⅢ谱仪都使用阻性板室作为触发系统或缪子探测器。 随着HIRFL-CSR项目的完工。RIBLL2开展高能放射性束物理实验成为可能，而为了鉴别高能重离子碰撞实验中出射的高能轻粒子，有必要测量粒子的飞行时间(TOF)。为此，我们研制了单隙定时RPC，并作了简单性能测试。在CSR实验终端上，它可以作为传统塑料闪烁晶体+PMT时间探测器的替代，成为反应出射产物测量的大型探测器系统(4π)中的重要成员。 本论文对RPC的发展历史以及被广泛应用的原因做了深入而详细的研究，并对RPC的结构、性能、工作模式、特点、气体系统等进行了深入探讨。研制了一套单气隙RPC探测器样机，测设了一些相关性能，并对所遇到问题的产生原因以及解决方案进行了分析。为了测试RPC的需要，搭建了一套多组分工作气体配气系统，论文中还对包括质量流量计的选定，相关配件的选择，以及后期整个配气系统的组装与调试进行了详细描述气体探测器在核物理及粒子物理领域有着广泛的应用，尤其是阻性板室探测器，以其低廉的造价、优异的性能在各个大型实验室中都发挥着重要的作用。日本国家高能物理实验室(KEK)的Belle探测器，斯坦福大学斯坦福直线加速器中心(SLAC)的BaBar大型探测器，欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)的CMS与ATLAS谱仪，北京高能物理研究所(IHEP)的BESⅢ谱仪都使用阻性板室作为触发系统或缪子探测器。 随着HIRFL-CSR项目的完工。RIBLL2开展高能放射性束物理实验成为可能，而为了鉴别高能重离子碰撞实验中出射的高能轻粒子，有必要测量粒子的飞行时间(TOF)。为此，我们研制了单隙定时RPC，并作了简单性能测试。在CSR实验终端上，它可以作为传统塑料闪烁晶体+PMT时间探测器的替代，成为反应出射产物测量的大型探测器系统(4π)中的重要成员。 本论文对RPC的发展历史以及被广泛应用的原因做了深入而详细的研究，并对RPC的结构、性能、工作模式、特点、气体系统等进行了深入探讨。研制了一套单气隙RPC探测器样机，测设了一些相关性能，并对所遇到问题的产生原因以及解决方案进行了分析。为了测试RPC的需要，搭建了一套多组分工作气体配气系统，论文中还对包括质量流量计的选定，相关配件的选择，以及后期整个配气系统的组装与调试进行了详细描
Preparation lithium-ion battery separator by swift heavy ion radiation and etching methods
No full text本文通过对目前锂离子电池市场及锂离子电池隔膜制备现状的研究，提出采用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜的新方法。拓展了重离子辐照技术的应用，为锂离子电池隔膜的国产化另辟蹊径。实验中，用能量25 MeV/u 的Kr86及11.4 MeV/u的197Au离子，以1×108 cm-2-5×109 cm-2剂量辐照聚丙烯薄膜，通过电导测量法监测蚀刻液的参数，包括温度、硫酸浓度、重铬酸钾浓度对径迹蚀刻速率的影响，得到适合的蚀刻条件；并用场发射扫描电镜对孔的形状及孔径大小进行表征；成功制备出孔径均匀、具有密度和大小可控的重离子径迹聚丙烯孔膜；对孔洞锥角的形成进行分析，给出锥角的计算公式，为利用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜提供了实验数据本文通过对目前锂离子电池市场及锂离子电池隔膜制备现状的研究，提出采用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜的新方法。拓展了重离子辐照技术的应用，为锂离子电池隔膜的国产化另辟蹊径。实验中，用能量25 MeV/u 的Kr86及11.4 MeV/u的197Au离子，以1×108 cm-2-5×109 cm-2剂量辐照聚丙烯薄膜，通过电导测量法监测蚀刻液的参数，包括温度、硫酸浓度、重铬酸钾浓度对径迹蚀刻速率的影响，得到适合的蚀刻条件；并用场发射扫描电镜对孔的形状及孔径大小进行表征；成功制备出孔径均匀、具有密度和大小可控的重离子径迹聚丙烯孔膜；对孔洞锥角的形成进行分析，给出锥角的计算公式，为利用重离子辐照技术制备锂离子电池隔膜提供了实验数
千兆电子伏重离子加速器——兰州冷却储存环
No full text能量达千兆电子伏的兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR,是一个集加速、累积、电子冷却及内外靶实验于一体的多功能双冷却储存环同步加速器系统,由主环CSRm和实验环CSRe构成,并以兰州重离子回旋加速器系统HIRFL作注入器。CSR将重离子束的能量从兆电子伏提高到千兆电子伏,同时利用空心电子束冷却技术将束流的动量分散及发射度降低1~2个数量级,并提供多种类的高电荷态重离子束以及放射性次级束(RIBs),以开展更高精度的物理实验及更广范围的应用研究。兰州冷却储存环于2006年建成并投入运行,实现了剥离注入与多圈注入、空心电子束对重离子束的冷却与累积、变谐波宽能区同步加速、等时性环型谱仪、RIBs的产生与收集以及重离子束的快慢引出,并实现了高能重离子束的空心电子束冷却,使得重离子束的动量分散降低到10-5量级,而发射度收缩到0.1πmm.mrad以下。同时,完成了短寿命近滴线核素的高分辨质量测量物理实验及高能重离子束深层治癌的临床应用实验