等时性FFAG加速器原理及关键技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11375068
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    91.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2801.加速器物理
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Isochronous FFAG (IFFAG) accelerators have highly potential applications in high power proton driver, hadron therapy and low energy electron beams, due to the breakthrough of pulse mode adopted by classical FFAGs. Considering various features in relativity of leptons and hadrons, two types of isochronous FFAGs will be studied. For relativistic beam, a unique Serpentine acceleration method is introduced into scaling FFAG. Specifically, the lattice and key parameters of a 10 MeV electron IFFAG will be designed and optimized, with higher field index and enough energy gain per turn that Serpentine channel demands. As well as the technical design and feasibility of the compact magnet and high voltage RF cavity will be implemented. For non-relativistic beam such as medium energy protons, a non-linear non-scaling IFFAG scheme will be studied with high isochronism by design and optimization of the lattice and edge focusing. Physical design of a 1 GeV proton IFFAG will be submitted. This project will bring substantial contribution to practical applications of IFFAG by research on its theory and key technologies.
新型等时性FFAG加速器可突破经典FFAG脉冲模式限制,在大功率质子驱动器、强子癌症治疗及低能电子束应用上有巨大应用价值。本项目针对轻子和强子不同相对论速度特性,拟采用两种等时性FFAG加速原理予以实现。针对相对论粒子束,将Serpentine加速方法引入至等比FFAG,以10MeV电子FFAG加速器为对象,进行磁格结构及关键参数体系设计,研究在较高磁场梯度指数和Serpentine加速所要求的单圈增益条件下,紧凑型磁铁及大电压高频腔的工程可行性和关键技术。对于中能量段质子应用,拟采用非线性非等比FFAG方案,通过磁格结构和边缘场优化设计提高等时性指标,提供1GeV等时性质子FFAG加速器物理设计方案。本项目将通过相关原理性及关键技术研究为等时性FFAG加速器面向实际应用做出实质性贡献。

结项摘要

基于CW连续束加速模式,等时性FFAG加速器可突破经典FFAG脉冲束流模式限制,在大功率质子驱动器、强子癌症治疗系统及电子束辐照应用方面有显著应用前景。目前世界上该类型加速原理理论与实验研究还有限。本项目针对等时性FFAG加速原理及其应用开展研究,4年来取得了较好研究成果:(1)深入研究了基于Serpentine加速方法的等比FFAG加速器原理,完成了一台9MeV等时性电子FFAG加速器物理及方案设计;(2)开展了用于大功率电子加速器的热阴极电子枪结构与束流动力学研究;(3)针对质子治疗应用,比较了等时性FFAG与回旋加速器方案,在国内首先提出了基于等时性超导回旋加速器的质子治疗系统方案,并在加速器及束线设计上取得一系列创新成果;(4)开展了关于一台10MeV浅谷型回旋加速器中心区、高频及控制系统的实验研究。.本项目在国际加速器领域有影响的学术期刊Rev. Sci. Instrum, Nucl. Instrum. Meth. A, IEEE Appl. Superconductivity及FFAG等国际会议上发表论文共11篇,获得国家专利5件授权。在国际交流方面,参加4次重要国际会议,做口头报告5次。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
Eddy current analysis and optimization of fast scanning magnet for a proton therapy system
质子治疗系统快速扫描磁体的涡流分析与优化
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2017.05.009
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旭;秦斌;刘开锋
  • 通讯作者:
    刘开锋
Design and testing of focusing magnets for a compact electron linac
紧凑型电子直线加速器聚焦磁体的设计和测试
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2015.07.018
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen Qushan;Qin Bin;Liu Kaifeng;Liu Xu;Fu Qiang;Tan Ping;Hu Tongning;Pei Yuanji
  • 通讯作者:
    Pei Yuanji
Design of RF chopper system for improving beam quality in FEL injector with thermionic gun
提高热电子枪 FEL 注入器光束质量的射频斩波系统设计
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2014.04.048
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen Q.;Qin B.;Tan P.;Hu T.;Pei Y.;Zhang F.
  • 通讯作者:
    Zhang F.
基于拉伸线法的振荡器型THz-FEL波荡器积分场测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    核技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王艳冰;刘遐龄;秦斌;刘旭;杨磊;陈炜;刘开锋;杨军
  • 通讯作者:
    杨军
Design of Gantry Beamline for HUST Proton Therapy Facility
华中科技大学质子治疗装置龙门光束线设计
  • DOI:
    10.1109/tasc.2017.2772868
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Tran. on Applied Superconductivity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦斌;陈炜;刘旭
  • 通讯作者:
    刘旭

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  • 通讯作者:
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用于质子治疗的紧凑型旋转机架设计与关键技术研究
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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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