项目名称：超导除铁器
研究工作时间：2006.11-2008.10
完成人：朱自安、王兆连、侯治龙、刘风亮、孔凡祝、王克祥、周瑾、马文彬、
赵玲、王美芬、姚卫超、闫静
成果登记编号：9112009Y3022
成果摘要：超导除铁器采用超导技术，大幅度提高除铁器的磁感应强度，具有系统能耗低，本体体积小、运行稳定等特点。普通的电磁除铁器由于线圈有电阻,通入电流时产生大量热量,安匝数越大,产生的热量越大,需要散热的设备设施越大,限制了电磁除铁器其磁场强度只在有限的范围内使用。低温超导除铁器是利用在极低温度下(＜4.2k)超导线无电阻的特性,可以用截面很小的超导线制成匝数很多的超导磁体而其体积很小,然后通入极大的电流,从而产生超强磁场,产生吸除细小铁杂物需要的巨大磁场力,由于电流无电阻,不产生热量,因而消耗能量极低。
超导除铁器的超导线圈处于低温容器的底部，被液氦浸泡。液氦温度为零下269℃，线圈处于超导状态，电阻为零。液氦槽与室温容器之间是高真空夹层，高真空夹层内有热辐射屏，热辐射屏上包有多层绝热，它们的作用是减小热辐射，以减少液氦的气发。两台制冷功率为1瓦的制冷机的冷凝头插入液氦槽的顶部，气氦在制冷机冷凝头上冷凝液化后返回液氦槽中。
50V200A直流电源通过母排、高温超导电流引线对超导磁体自动励磁，经15分钟，电流达到额定值，此时离除铁器底部中心正下方550mm物料区域磁场达到400 mT，检测结果为402mT,能有效地吸出物料中的各种微细弱磁性杂物。
该产品适用于输煤港口，煤制油、火电厂、洗煤厂、煤化工等对除铁要求特别高的场所。可以高效去除混杂在非磁性物料中小到0.01kg、大到8kg的铁磁性物质，去除率达到99%。，可在粉尘、潮湿、盐雾腐蚀严重的恶劣环境下正常工作。
1.该技术（样机）是将成熟的低温超导技术应用到电磁除铁器上，其优点是能耗极低，磁场强度高（线圈口径93cm中心磁场强度3特斯拉），吸铁能力强。经国家矿山机械质量监督检验中心检测，达到额定标高550mm4000高斯以上的设计要求。
2.该技术（样机）设计先进，工艺合理。该技术（样机）属国内首创，其性能达到国际先进水平，已具备专业化试生产条件。专家建议对该技术尽快推广。
项目名称：同步辐射高温高压实验平台的建设及应用
研究工作时间：2001.07-2005.03
完成人：刘景、李延春、李晓东、阎永廉、杨世顺、洪蓉、韩庆夫、刘涛、胡天斗、谢鸿森、李晖、何伟、麦宁
成果登记编号：9112009Y3021
成果摘要： 同步辐射高温高压实验平台是由中国科学院知识创新重要方向项目、中国科学院科研设备研制项目和国家BEPC改进与未来发展专项共同支持，依托北京同步辐射大科学装置自行建造的开放性实验设施，可以在极端的高温高压样品环境下研究物质的结构和性质。
该平台是一个多种实验技术高难度集成的实验装置，完全由课题组自行研制建造。平台由一系列复杂的系统组成，包括4W2多级扭摆磁铁光束线、金刚石对顶砧（DAC）超高压装置、双面激光加温系统、同步辐射X光微束聚焦系统、原位的微区X射线衍射系统、多路微小目标精确准直系统、红宝石荧光测压系统等。这些系统的集成和应用获得了以下结果：同步辐射X光源经K-B镜聚焦后最小光斑达到18×6μm^2，准静水压达到133GPa，在DAC中激光加热温度达到5000 K，高压同时高温的实验条件达到55GPa和2700 K，成为国际上第三个能够对外开放的激光加温高温高压同步辐射实验站。在新建的高温高压实验系统中，首次在2.7GPa下原位观测到石墨的熔化。课题组改造研制的对称性DAC可获得200 GPa以上的样品压力，已用于17个高压研究组。
中国科学院基础科学局和资源环境局分别于2004年12月和2005年9月，组织专家对高温高压实验平台进行了中期评估和验收。专家们给于高度评价，认为"在三年时间即建成了高水平的同步辐射高温高压实验装置，并成功地完成了一系列高水平实验，从实验装置建成速度及高难度实验的成功率等方面在高压研究领域内均是少见的"。
同步辐射高温高压实验平台是目前国内唯一的利用同步辐射在DAC中进行高温高压实验研究的装置，从2003年开始逐渐使用，至今已稳定运行5年，接待21个单位的28个课题组，提供机时6500多小时,参加实验人员150余名。在实验平台上获得的实验结果已发表文章100余篇，其中SCI收录73篇。平台的建设改变了国内同步辐射高压实验技术长期落后的面貌。其应用壮大了国内高压科学研究的队伍，促进了高压技术和研究水平的提高。
项目名称：大功率波导真空阀门
研究工作时间：2002.08-2009.08
完成人：赵风利、李广林、赵延平、秦国强、邹晓军、刘晋通
成果登记编号：9112009Y3020
成果摘要：大功率波导真空阀门，是大功率微波真空精密设备，它具有微波大功率传输和真空密封双重功能，这是该项目发明的主要难点和重点。发明设计的技术要求是，第一要能承受尽可能高的微波功率，宽频带，低损耗，反射要很小；第二能够频繁使用，寿命要长。该结构设计新颖、可靠，操作简单，目前，该设备已经成功地高功率运行在第二代北京正负电子对撞机的直线加速器中。
项目名称：500MHz 超导腔高功率输入耦合器
研究工作时间：2007.01-2008.12
完成人：潘卫民、马强、王光伟、黄彤明、赵光远、
成果登记编号：9112009Y3019
成果摘要：项目以北京正负电子对撞机升级改造工程（BEPCII）的大工程背景为契机，首次在国内开展连续波100kW以上量级的超导腔高功率输入耦合器的研制。项目所取得的主要成果归纳如下：（1）广泛而深入地调研了国外加速器实验室的超导腔高功率输入耦合器的研制情况，并结合BEPCII储存环超导腔系统的特定要求，通过仿真计算，进行结构改动和优化，独立完成了BEPCII 500MHz超导腔高功率输入耦合器的物理设计；（2）结合国内的工业水平，探索了一套适于国内加工条件的工艺路线，完成了BEPCII 500MHz超导腔高功率输入耦合器的主体关键部件（即高频窗体和内导体）的加工制造；（3）对加工完成的耦合器的主体进行了高功率测试和老练，测试通过了270kW连续波高频功率，这一功率水平代表了目前国内该领域的最高水平，在国际上也处于先进行列。同时，在老练测试中探索和创造了一种新型高效的老练方法。该成果可直接应用到BEPCII 500MHz超导腔上，既摆脱了对国外进口的依赖，又节约了大量经费；其技术可应用于国内几家加速器实验室的高频加速腔高功率输入耦合器的研制中，如上海同步辐射光源、中国散裂中子源以及台湾同步辐射光源等，同时也可推广应用于国际上正在预研的能量回收加速器（ERL）、国际直线对撞机（ILC）等未来大型、新型加速器的超导腔高功率输入耦合器上。
项目编号：高流强下基于海量数据高速同步传输与实时处理的触发判选技术的研究
研究工作时间：2004.03-2008.10
完成人：刘振安、徐昊、王科、金大鹏、龚文煊、王强、张月元、魏书军、乔巧、卢云鹏、
成果登记编号：9112009Y3018
成果摘要：
本课题主要研究内容为针对北京正负电子对撞机重大改造工程中高亮度、高流强、高本底的特点，基于拥有的探测条件，并运用最新的电子和计算机技术研究、优化出一套流水线式的实时事例选择系统，即触发系统。该系统要保证在对感兴趣的物理事例有足够高的判选效率的前提下，有效地排除束流相关本底，以便整个系统能够高效可靠地工作。
本课题经过物理需求调研、方案仿真模拟、关键技术的公关、硬件设计、系统调试等过程，利用最新的FPGA和光纤传输技术，解决了所有问题并最终完成了设计。采用的主要技术及特点有：
1.创建了独特模型，模拟仿真并优化了系统的方案和参数；
2.在国际上率先使用光纤和RocketIO技术实现了单道1.75Gbps、整体200Gbps以上的同步实时数据传输和事例选择（模式识别）系统；
3.系统完全可重构。系统内所有插件由可编程逻辑器件FPGA实现。预留100%扩充资源。FPGA的加载在线完成，实现了完全的系统可重构，提供了方便的调试和运行调整手段。
4.采用光纤进行系统间的完全隔离，避免了共地回路造成的串扰，大大降低了各子系统间串扰带来的噪声，提高了系统的测量精度；
5.一板多用插件，基于FPGA实现的插件，利用通用化设计，通过多种灵活的方式设置不同固化软件的办法来实现不同功能的插件，减少了功能插件的种类，方便了系统的维护。
本课题发展的多项技术已经成功运用于国家重大改造工程北京正负电子对撞机北京谱仪III的触发判选系统的建造，并成功运行一年多，为继续保持中国在高科技领域占有一席之地的目标做出了贡献。课题研制过程中取得的先进技术被国外同行认可，受邀参加德国的PANDA国际合作和日本KEK的BelleII的升级改造合作，为我国参加先进科学研究的国际合作做出了实质性的贡献。项目的关键技术在核物理、核医学成像及工业CT等领域及其它大规模实时模式识别系统研究中具有重要的应用价值。
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