GB-T34128-201715 MeV～30 MeV可變能量強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器

15MeV～30MeV可變能量強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器2018-02-01實(shí)施中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4回旋加速器的組成和工作條件 25技術(shù)要求 6試驗(yàn)方法 67檢驗(yàn)規(guī)則 附錄A(資料性附錄)品質(zhì)因數(shù)的測(cè)量 附錄B(資料性附錄)磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量 I本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)核儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC30)歸口。115MeV～30MeV可變能量強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了15MeV～30MeV可變能量強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器(簡(jiǎn)稱回旋加速器)的組成、技術(shù)要本標(biāo)準(zhǔn)適用于質(zhì)子能量為15MeV～30MeV,最大束流強(qiáng)度為350μA的回旋加速器。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則GB/T10257—2001核儀器和核輻射探測(cè)器質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)則GB/T14436工業(yè)產(chǎn)品保證文件總則GB/T17626.4—2008電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)GB/T17626.5—2008電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)(IEC61000-4-5:GB18871電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)GB/T19661.1—2005核儀器及系統(tǒng)安全要求第1部分：通用要求GB/T19661.2—2015核儀器及系統(tǒng)安全要求第2部分：放射性測(cè)量計(jì)的結(jié)構(gòu)要求和分級(jí)GB50303建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范部分：對(duì)電擊防護(hù)要求的導(dǎo)則(Classificationofelectricalandelectronicequipmentwithregardtoprotectionagainstelectricshock—3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件?；匦铀倨鱟yclotron利用磁場(chǎng)使帶電粒子作回旋運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中通過高頻電場(chǎng)反復(fù)被加速的裝置。束流中帶電粒子通過回旋加速器裝置獲得的動(dòng)能。單位時(shí)間內(nèi)通過某截面的帶電粒子電荷總量。2回旋加速器束流引出口的束流強(qiáng)度與離子源出口束流強(qiáng)度之比?；匦铀倨髅看尾婚g斷地提供束流的時(shí)間。帶電粒子回旋運(yùn)動(dòng)的相位相對(duì)于高頻電壓零相位點(diǎn)之差。注：實(shí)際的測(cè)量和計(jì)算方法參見附錄A。回旋加速器加速的負(fù)氫束經(jīng)過剝離器后轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子束的引出方法。回旋加速器剝離引出質(zhì)子束的流強(qiáng)與回旋加速器引出前加速的負(fù)氫束流強(qiáng)之比。4回旋加速器的組成和工作條件4.1組成回旋加速器主要包括下列組成部分：a)離子源及注入系統(tǒng)；b)主磁鐵系統(tǒng)；d)真空系統(tǒng)；e)控制系統(tǒng)；g)劑量監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)；h)剝離引出系統(tǒng)；i)束流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；j)輻射防護(hù)系統(tǒng)。a)環(huán)境溫度：10℃~30℃;b)相對(duì)濕度：小于60%;3a)電源：交流三相五線制電壓380V±38V;頻率50Hz±1Hz;b)環(huán)境溫度：+10℃~+30℃;c)相對(duì)濕度：小于60%。b)水溫：25℃~30℃,長(zhǎng)期工作不穩(wěn)定度±1℃;防止雷電擊符合GB50303建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求。5技術(shù)要求5.1外觀和警示標(biāo)志回旋加速器應(yīng)有應(yīng)符合GB18871、GB/T19661.1--2005和GB/T19661.2—2015規(guī)定的電離輻鎖標(biāo)志應(yīng)在醒目位置?；匦铀倨骷铀儇?fù)氫離子，雙向引出質(zhì)子。其質(zhì)子束流品質(zhì)滿足以下要求：a)束流能量：產(chǎn)品技術(shù)文件規(guī)定的能量，誤差范圍±5%;c)束流直徑：小于或等于8mm;d)束流綜合效率：大于或等于8%。離子源引出負(fù)氫離子束流強(qiáng)度應(yīng)大于或等于5mA。4高頻系統(tǒng)在配備固定工作頻率的高頻發(fā)射機(jī)條件下應(yīng)滿足以下要求：a)系統(tǒng)的頻率不穩(wěn)定度應(yīng)小于或等于1×10-?;b)D形加速電極電壓不穩(wěn)定度應(yīng)小于或等于1×10-3。主真空室靜態(tài)真空度好于3×10-*Pa,動(dòng)態(tài)真空度好于8×10-*Pa。用干燥氮?dú)馄茐闹髡婵帐艺婵刂葡到y(tǒng)應(yīng)具備如下功能：a)按自動(dòng)程序開機(jī)和停機(jī)；劑量監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)計(jì)，并與控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。劑量監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是確保工作人員的人身安全。當(dāng)回旋加速器大廳有人時(shí)，回旋加速器不能開機(jī)，開機(jī)時(shí)任何人員不能進(jìn)入。劑量監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：b)與現(xiàn)場(chǎng)劑量監(jiān)測(cè)裝置聯(lián)鎖：監(jiān)測(cè)回旋加速器大廳內(nèi)的劑量(包括瞬發(fā)伽瑪和中子),當(dāng)監(jiān)測(cè)的c)與指示信號(hào)燈、警告裝置聯(lián)鎖：監(jiān)測(cè)剝離膜剝離效率應(yīng)大于或等于95%。根據(jù)IEC536-2:1992,回旋加速器屬于I類防電擊的設(shè)備，應(yīng)設(shè)在試驗(yàn)電壓(交流有效值或直流平均值)為1000V,回旋加速器中各獨(dú)立的供電電氣設(shè)備各相線及零線對(duì)地的絕緣電阻均不應(yīng)小于1MΩ。5回旋加速器中實(shí)施保護(hù)接地的電氣設(shè)備應(yīng)能承受交流或直流2000V的介電強(qiáng)度試驗(yàn)，并在規(guī)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)無擊穿或重復(fù)飛弧現(xiàn)象。回旋加速器的電氣設(shè)備在正常使用條件下，可觸及零部件與參考試驗(yàn)地之間的漏電流不超過回旋加速器場(chǎng)所輻射劑量率限值如下：a)監(jiān)督區(qū)(通常不需要專門的防護(hù)手段或安全措施，但需要經(jīng)常對(duì)職業(yè)照射條件進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)價(jià)b)控制區(qū)(需要和可能需要專門防護(hù)手段或安全措施的區(qū)域):10μSv/h。工作場(chǎng)所的放射性表面污染控制水平見表1。表1工作場(chǎng)所的放射性表面污染控制水平單位為貝可每平方厘米表面類型a放射性物質(zhì)β放射性物質(zhì)極毒性其他工作臺(tái)、設(shè)備、墻壁、地面控制區(qū)4監(jiān)督區(qū)44浪涌抗擾度要求：試驗(yàn)等級(jí)為3(線線間1kV、線地間2kV),重復(fù)率1次/min,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)達(dá)到GB/T17626.5—2008中第9章的b)的要求。電快速瞬變脈沖群抗擾度要求：試驗(yàn)等級(jí)為3(線地間2kV),重復(fù)頻率為5或者100kHz,持續(xù)時(shí)間為120s,試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)達(dá)到GB/T17626.4—2008中第9章的b)的要求。回旋加速器在全停機(jī)情況下，從開機(jī)到正常運(yùn)行時(shí)間小于或等于3h,在保持正常真空條件下，恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)間小于或等于30min。6于或等于8h。6試驗(yàn)方法試驗(yàn)應(yīng)在滿足表2的環(huán)境條件下進(jìn)行。序號(hào)環(huán)境參數(shù)參考條件試驗(yàn)條件1環(huán)境溫度10℃~30℃2相對(duì)濕度3環(huán)境氣壓4供電電壓(交流)5供電頻率(交流)6交流供電波形正弦波波形總畸變小于5%7環(huán)境γ輻射8外界電磁場(chǎng)干擾可忽略小于引起干擾的最低值9外界磁感應(yīng)可忽略小于地磁場(chǎng)引起干擾的2倍試驗(yàn)所用儀表、設(shè)備應(yīng)經(jīng)過檢定并在有效檢定期內(nèi)，測(cè)量?jī)x表的精確度應(yīng)符合被測(cè)參數(shù)精確度的要求。用目測(cè)法檢查回旋加速器的外觀和警告標(biāo)志，其結(jié)果應(yīng)滿足5.1的要求。在固定引出半徑處用特斯拉計(jì)測(cè)量該半徑處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，束流能量由式(1)計(jì)算：E=48(B·r)2 (1)B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為特斯拉(T),其測(cè)量方法可參見附錄B;計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足5.2a)的要求。在回旋加速器束流引出口，利用法拉第筒和微安電流表測(cè)試束流強(qiáng)度。7測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足5.2b)的要求。在束流引出口采用絲掃描裝置進(jìn)行測(cè)量，得到束流截面分布，如圖1所示。選定電流最大值Imx、0.11兩個(gè)位置為束流截面邊緣。兩個(gè)位置之間的距離d即為束流直徑，如圖2所示。測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足5.2c)的要求。圖1束流直徑測(cè)試示意圖圖2束流直徑測(cè)試結(jié)果示意圖采用法拉第筒和微安表分別測(cè)量離子源出口束流強(qiáng)度I?和回旋加速器束流引出口的束流強(qiáng)度I?,束流綜合效率η:是I?與I?之比?？捎檬?2)表示： p:——束流綜合效率；8計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足5.2d)的要求。測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足5.2d)的要求。6.4主要子系統(tǒng)性能測(cè)量6.4.1離子源引出束流強(qiáng)度測(cè)量采用法拉第筒和微安電流表對(duì)引出負(fù)氫離子束流強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果應(yīng)滿足5.3.1的要求。6.4.2高頻系統(tǒng)測(cè)量6.4.2.1頻率不穩(wěn)定度測(cè)量從諧振腔體的高頻取樣端口取一路高頻信號(hào)送入頻率計(jì)，連續(xù)測(cè)量30min,每0.5min讀取一次數(shù)據(jù)，最大值fmx與最小值fmu的差與頻率平均值fsw的比值即為高頻系統(tǒng)的頻率不穩(wěn)定度λ?？捎檬?3)表示：λ——頻率不穩(wěn)定度；fmx——頻率最大值，單位為兆赫(MHz);fmin——頻率最小值，單位為兆赫(MHz);fwr——頻率平均值，單位為兆赫(MHz)。結(jié)果應(yīng)滿足5.3.2a)的要求。6.4.2.2D形加速電極電壓不穩(wěn)定度測(cè)量從高頻取樣端口，用矢量電壓表每0.5min測(cè)量一次，連續(xù)測(cè)量30不穩(wěn)定度為射頻取樣電壓的最大值Umx和最小值Umin之差與平均值Ur——電壓不穩(wěn)定度；Umx——最大取樣電壓，單位為千伏(kV);Umin——最小取樣電壓，單位為千伏(kV);min,D形回旋加速器電極電壓的比值，可用式(4)表示：Ur——平均取樣電壓，單位為千伏(kV)。結(jié)果應(yīng)滿足5.3.2b)的要求。6.4.3真空系統(tǒng)測(cè)量用高真空計(jì)對(duì)主真空室真空度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果應(yīng)滿足5.3.3的要求。用干燥氮?dú)馄茐闹髡婵帐业恼婵蘸?，重新啟?dòng)真空系統(tǒng)，達(dá)到上述靜態(tài)真空度的時(shí)間，應(yīng)滿足5.3.3的要求。6.4.4控制系統(tǒng)試驗(yàn)6.4.4.1開機(jī)和停機(jī)的試驗(yàn)：根據(jù)產(chǎn)品使用說明書規(guī)定的開機(jī)和停機(jī)步驟，進(jìn)行開機(jī)和停機(jī)演示，結(jié)果應(yīng)滿足5.3.4a)的要求。96.4.4.2回旋加速器主要參數(shù)設(shè)定、調(diào)節(jié)和顯示功能的檢查：根據(jù)產(chǎn)品使用說明書進(jìn)行檢查，主要對(duì)真的設(shè)定、調(diào)節(jié)和狀態(tài)顯示。結(jié)果應(yīng)滿足5.3.4b)的要求。6.4.4.3回旋加速器工作狀態(tài)和故障顯示、報(bào)警的檢查：在回旋加速器正常工作狀態(tài)下，使用目測(cè)法對(duì)各子系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)顯示功能進(jìn)行檢查。在設(shè)定故障條件下，使用目測(cè)法檢查系統(tǒng)顯示、報(bào)警功能。結(jié)果應(yīng)滿足5.3.4c)的要求。6.4.5劑量監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)試驗(yàn)6.4.5.1與防護(hù)門位置的聯(lián)鎖的檢查：當(dāng)回旋加速器開機(jī)時(shí)，模仿防護(hù)門開關(guān)打開，觀察回旋加速器是否停止供束，其結(jié)果應(yīng)滿足5.3.5a)的要求。6.4.5.2與現(xiàn)場(chǎng)劑量監(jiān)測(cè)裝置聯(lián)鎖的檢查：監(jiān)測(cè)回旋加速器大廳內(nèi)的劑量(包括瞬發(fā)伽瑪和中子),調(diào)整保護(hù)閾值(比本底略高),當(dāng)監(jiān)測(cè)的劑量率超過設(shè)定的閾值時(shí)，檢查系統(tǒng)已按要求報(bào)警或已自動(dòng)關(guān)閉回旋a)首先檢查指示信號(hào)燈。當(dāng)不超過規(guī)定劑量率時(shí)，顯示綠色燈光；劑量率在警告范圍內(nèi)，較低頻率閃爍黃色燈光；劑量率超過設(shè)定的上限，較高頻率閃爍紅色燈光。以上試驗(yàn)可通過修改閾值進(jìn)行。b)回旋加速器大廳內(nèi)殘余γ的劑量率的監(jiān)測(cè)。當(dāng)監(jiān)測(cè)的劑量率在警告范圍內(nèi)，蜂鳴器發(fā)出頻率較低的鳴叫；當(dāng)劑量率超出上限時(shí)，蜂鳴器則發(fā)出頻率較高的鳴叫。上述試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足5.3.5c)的要求。6.4.5.4緊急停機(jī)試驗(yàn)：緊急停止按鈕被按下時(shí)，回旋加速器應(yīng)有停止高頻系統(tǒng)、離子源和插入束流阻擋靶的聯(lián)鎖動(dòng)作，其結(jié)果應(yīng)滿足5.3.5d)的要求。6.4.5.5與指示信號(hào)燈聯(lián)鎖的檢查：當(dāng)回旋加速器運(yùn)行時(shí)，安裝在防護(hù)門外的“回旋加速器運(yùn)行指示燈”6.4.5.6與清場(chǎng)按鈕聯(lián)鎖的檢查：在沒有清場(chǎng)時(shí)，回旋加速器的離子源束流不能注入，束流阻擋靶處于阻擋狀態(tài)，其結(jié)果應(yīng)滿足5.3.5f)的要求。6.4.6剝離引出效率測(cè)量用微安表測(cè)量剝離靶上的束流強(qiáng)度I?,用法拉第筒和微安表測(cè)量回旋加速器引出口的束流強(qiáng)度I?,剝離引出效率η是回旋加速器引出口的束流強(qiáng)度I?與剝離靶上的束流強(qiáng)度I?之比。可用式(5)I?——回旋加速器引出口的束流強(qiáng)度，單位為微安(μA);計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足5.3.6的要求。6.5電氣安全測(cè)量6.5.1設(shè)備保護(hù)接地測(cè)量用接地電阻測(cè)試儀，測(cè)試電流25A,測(cè)量電器設(shè)備外殼與接地端子間的電阻，測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿足5.4.1用1000V絕緣電阻表，檢測(cè)相線、零線對(duì)地及設(shè)備金屬外殼之間的絕緣電阻，測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿足試驗(yàn)電壓在10s內(nèi)逐漸升至2000V,保持1min,測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿足5.4.3的要求。運(yùn)行條件下，直接測(cè)量待測(cè)可觸及零部件與安全接地端子間的電壓值，計(jì)算的電流應(yīng)滿足5.4.4的要求。使用便攜式表面污染測(cè)量?jī)x測(cè)量回旋加速器的工作臺(tái)、墻壁、地面的表面污染，其結(jié)果滿足5.5.2浪涌抗擾度試驗(yàn)方法見GB/T17626.5—2008,其結(jié)果應(yīng)滿足5.6.1的要求。電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)方法見GB/T17626.4—2008,其結(jié)果應(yīng)滿足5.6.2的要求。在束流能量為15MeV～30MeV,束流強(qiáng)度200μA±20μA時(shí)，測(cè)量連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間。結(jié)果應(yīng)滿足5.7.2的要求。7檢驗(yàn)規(guī)則7.1.1回旋加速器的檢驗(yàn)按GB/T10257—2001的7.1.2回旋加速器的檢驗(yàn)分為型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)。a)新產(chǎn)品或轉(zhuǎn)產(chǎn)產(chǎn)品；c)出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)結(jié)果有較大差異時(shí)；d)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)提出進(jìn)行型式檢驗(yàn)的要求時(shí)；e)連續(xù)生產(chǎn)20臺(tái)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行一次型式檢驗(yàn)。7.1.4由于回旋加速器的批量較小，無論是型式檢驗(yàn)還是出廠檢驗(yàn)均應(yīng)采用全數(shù)檢驗(yàn)?；匦铀倨鞯臋z驗(yàn)項(xiàng)目見表3。通常，按表3的序號(hào)順序逐項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn)；需要時(shí)，也可以調(diào)整部分項(xiàng)目的檢驗(yàn)順序或?qū)⒁恍╉?xiàng)目合序號(hào)型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)技術(shù)要求章條號(hào)試驗(yàn)方法章條號(hào)1外觀和警告標(biāo)志▲▲2整機(jī)性能指標(biāo)：束流能量▲△3整機(jī)性能指標(biāo)：束流強(qiáng)度▲▲4整機(jī)性能指標(biāo)：束流直徑▲▲5整機(jī)性能指標(biāo)：束流綜合效率▲▲6離子源▲△7高頻系統(tǒng)：頻率不穩(wěn)定度▲△8高頻系統(tǒng)：D形盒加速電極電壓不穩(wěn)定度▲△9真空系統(tǒng)▲▲控制系統(tǒng)A▲劑量監(jiān)測(cè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)▲▲剝離引出效率▲△電氣安全：設(shè)備保護(hù)接地▲電氣安全：絕緣電阻▲▲電氣安全：介電強(qiáng)度▲電氣安全：可觸及電流▲輻射安全：劑量限值▲▲表3(續(xù))序號(hào)型式檢驗(yàn)出廠檢驗(yàn)技術(shù)要求章條號(hào)試驗(yàn)方法章條號(hào)輻射安全：表面污染控制水平▲▲電磁兼容：浪涌抗擾度▲△電磁兼容：電快速瞬變/脈沖抗擾度▲△運(yùn)行：開機(jī)與正常運(yùn)行▲▲運(yùn)行：連續(xù)運(yùn)行▲▲注：▲表示必選項(xiàng)目；△表示可選項(xiàng)目。7.3.1型式檢驗(yàn)中如發(fā)現(xiàn)不合格項(xiàng)，允許對(duì)回旋加速器的相關(guān)部件或分系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整或更換，并重新7.3.2出廠檢驗(yàn)中通過所有檢驗(yàn)項(xiàng)目的產(chǎn)品為合格品。檢驗(yàn)中如發(fā)現(xiàn)不合格項(xiàng)，允許對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)部8.1標(biāo)志d)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。8.2.1回旋加速器應(yīng)分裝于若干包裝箱，部件在箱內(nèi)應(yīng)牢固定位，壓木和部件接觸面以及部件間應(yīng)襯以適當(dāng)厚度的軟性塑料，以防止運(yùn)輸過程中的松動(dòng)和相互摩擦。8.4.1經(jīng)包裝的產(chǎn)品應(yīng)貯存在環(huán)境溫度一20℃~+60℃、相對(duì)濕度