11MeV氘离子直线加速器小型化关键技术研究

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基本信息

  • 批准号：
    U1730120
  • 项目类别：
    联合基金项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    郑曙昕
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    A31.NSFC-中物院联合基金
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The deuteron linac for the new neutron imaging detector system need to be designed compact because of the spare space of the existing nuclear device. The deuteron linac generally consists of the deuteron ion source (IS), the low energy beam transport, the radio-frequency-quatrupole (RFQ) linac and the compact drift tube linac. This project will investigate the beam dynamics of the RFQ and DTL, which are the key components of the system, using the simulating software like RFQGEN and PARMILA. For the dynamic study of IH-DTL, we will develop the customized program based on MATLAB programming language. We will design the RF structures using the microwave design software like SUPERFISH, CST and HFSS according the dynamic design results. Finally we can achieve the physics design of the whole deuteron linac. In this research procedure, we want to solve the key problems like field strength enhancing, directly matching and energy dividing of the RFQ and IH-DTL. As the preponderance, we can share the design and engineering experience of the CPHS project in Tsinghua University. Some necessary verification experiments which make the investigating results more reliable can also be achieve on the RFQ and so on in Tsinghua University. As results, the research achievements could guide the following engineering studies for the compact neutron imaging detector system in the future.
用于中子成像的氘氘中子反应系统对氘离子直线加速器提出了小型化的需求。本项目拟通过对 RFQ、IH-DTL 等核心组件的动力学理论研究，借助 RFQGEN、PARMILA 等动力学仿真软件，并自主开发用于 IH-DTL 动力学研究的程序，开展对小型化氘离子直线加速器紧凑型 RFQ 动力学、高梯度 IH-DTL 动力学等关键技术的研究，根据动力学设计结果，通过 SUPERFISH、CST、HFSS 等射频仿真程序，进行射频结构设计，从而完成对 11 MeV 小型氘离子直线加速器物理设计。该项目拟重点解决小型化氘离子直线加速器中提高 RFQ 和 IH-DTL 场强、RFQ 与 IH-DTL 直接匹配以及 RFQ 到 IH-DTL 的能量分界等问题。研究过程中，可充分利用清华大学在 RFQ 、DTL 的相关设计经验和工程经验，并在清华大学已经建成的离子源、LEBT、RFQ 等设备上进行验证实。

结项摘要

在项目执行期间完成了一台11 MeV小型氘离子直线加速器的物理设计方案。直线加速器系统主要包含一台电子回旋共振（ECR）氘离子源（IS）、静电低能传输段（LEBT）、四翼型射频四极（RFQ）加速器、交叉指形H模（IH）漂移管直线加速器（DTL）及固态功率源系统。设计方案主要包括RFQ和IH DTL的束流动力学设计和高频结构设计，ECR离子源、静电LEBT和功率源的技术路线。为了实现加速器的小型化，针对加速器的射频频率、IH DTL加速单元的射频结构、RFQ与IH DTL能量分段点进行了优化。RFQ和DTL的总长最终设计结果为4.53米，其中RFQ长度为1.93米、DTL长度为2.60米，RFQ与DTL之间采用直接匹配设计。为了验证IH DTL物理设计方法的合理性，清华大学加工了一台325MHz质子IH DTL加速器并成功完成了束流测试。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Development of a compact 325 MHz proton interdigital H-mode drift tube linac with high shunt impedance
开发具有高并联阻抗的紧凑型 325 MHz 质子叉指 H 模式漂移管直线加速器
  • DOI：
    10.1103/physrevaccelbeams.24.020101
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW ACCELERATORS AND BEAMS
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    P. F. Ma;R. Tang;Y. Yang;S. X. Zheng
  • 通讯作者：
    S. X. Zheng
IH-DTL design with modified KONUS beam dynamics for a synchrotron-based proton therapy system
采用改进的 KONUS 束动力学的 IH-DTL 设计，适用于基于同步加速器的质子治疗系统
  • DOI：
    10.1016/j.nima.2018.10.125
  • 发表时间：
    2019-03
  • 期刊：
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Tang Ruo;Xing Qingzi;Zheng Shuxin;Guan Xialing;Tang Chuanxiang;Wang Xuewu;Shi Jinshui
  • 通讯作者：
    Shi Jinshui

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其他文献

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  • 批准号：
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    面上项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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