中国散裂中子源(CSNS)反角白光中子源束线主要由中子束窗、中子开关、中子准直器和真空管道等组成。为了保证CSNS反角白光中子源束线安全、稳定、可靠地运行, 研制了基于EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)软件架构的控制系统。该系统主要由中子束窗、中子开关及中子准直器的运动控制系统、真空控制系统和控制室三部分组成, 实现了对反角白光中子源束线主要设备的远程监测和控制。测试结果表明, 该系统具有稳定可靠性高、人机交互友好的特点, 很好地满足了反角白光中子源束线运行的需要。

介绍了中国散裂中子源/快循环质子同步加速器一期工程(CSNS-Ⅰ/RCS)拟采用的双谐波加速方案。针对该方案需要在加速周期内对8个射频腔之一进行工作模式切换的特殊要求，对设计实现的基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的数字化低电平控制系统采取了一系列优化措施，包括模式切换时段控制回路的开环、功率源两级调谐回路的错时闭环等。在射频系统样机平台开展的模拟实验表明该低电平控制系统动态性能良好，双谐波方案可行性得到了一定程度的验证。

质子束窗是C-ADS中隔离加速器的真空环境与靶的非真空环境的重要部件。质子束窗材料及其冷却介质造成的束流散射效应是造成束流在靶外损失的主要因素，由于质子束窗中的高能量沉积和高辐照效应，束窗的热力学计算显得尤为重要。计算结果表明：当质子束窗和散裂靶距离为1.5 m时，通过选取合理的结构参数，多管道型质子束窗结构可以将靶外束流损失控制在1%以内。束窗中总的应力，包括由于温度升高造成的热应力、冷却剂的静压，以及束窗两侧加速器真空与外部非真空环境的压强差造成的应力，可以有效控制在所用材料的许用应力之内。并通过计算讨论给出C-ADS中质子束窗的初步设计参数。

中国加速器驱动次临界系统(C-ADS)计划采用一个平均流强为10 mA的连续波质子加速器作为次临界堆的驱动器，驱动加速器的束流功率为15 MW,最终能量1.5 GeV，其中主加速器是驱动加速器的一个重要部分，完成束流能量从10 MeV到1.5 GeV的加速，所有加速腔均采用超导结构。为了避免频繁束流中断对反应堆的损坏，设计要求驱动加速器在运行过程中束流可以中断的次数非常有限，因此加速器在设计过程植入了容错机制，尝试了各种可能的方法以最大程度地满足C-ADS加速器的高可靠性和稳定性的要求。介绍了C-ADS主加速器的基本设计: 总长度306.4 m, 束流的归一化RMS发射度增长控制在5%以内。总结了各个重要参数选择过程中的考虑以及整个加速段多粒子跟踪模拟的束流动力学结果。

中能传输线-2(MEBT2)在中国加速器驱动次临界系统(CADS)1.5 GeV加速器的前端具有非常重要的作用。介绍了MEBT2设计思路和束流动力学分析。MEBT2的设计和模拟均使用多粒子跟踪程序TraceWin完成。给出了可以完成束流传输和匹配的消色散MEBT2设计方案。模拟结果显示: 在经过此方案所设计的MEBT2后, 束流横向和纵向的发射度分别有5%和13%的增长, 在此系统可接受的发射度增长范围内。

利用同轴线理论分析了扫频工作的中国散裂中子源(CSNS)铁氧体加载同轴谐振腔的主要性能参数。给出了铁氧体加载腔在三维电磁场仿真计算中的建模过程，在场分析的基础上提出了陶瓷介质等效谐振电容的方法。将模拟计算得到的腔体的谐振特性与同轴线理论计算和实际腔体测量结果相比较，三者吻合得非常好。通过对腔体样机母排引入的寄生模的实验和模拟研究，提出了解决寄生模问题的方法；通过对腔体内铁氧体环的填充系数的研究，给出了短尺寸腔的扫频工作方案。

为测试环射频铁氧体加载同轴谐振腔中铁氧体环的性能和批量筛选铁氧体环, 研制了铁氧体双环测量系统。与国内外同类设备相比, 该系统采用了扫频测量的闭环控制, 可以模拟射频腔的运行工况、实现对铁氧体环性能的动态测量。扫频范围测量结果表明:该测试系统满足在0~3 000 A偏流调谐范围内的1.02~2.44 MHz频率覆盖要求, 固定频率点的高功率测量结果和材料性能参数与日本J-PARC测量数据吻合。

质子束窗是在高功率靶区中的一个分界窗，它将质子输运线上高真空区域和氦容器中的氦环境分开。在其他散裂中子源中质子束窗的热效应以及机械问题都已经被研究过了，但质子束在该窗中散射效应的研究却很少被报导，然而在靶设计中如果没有处理好质子束窗的散射效应会有很大的问题。报导了质子束窗散射效应的模拟计算结果，包括不同质子束窗的材料和结构选择，并以中国散裂中子源(CSNS)为例，介绍了在CSNS一期和二期中质子束窗采用周边水冷的铝合金单层结构，CSNS三期采用中间水冷的铝合金夹层结构。文中给出了不同结构的质子束窗和不同的与靶距离散射效应对靶上经非线性磁铁均匀化的束流分布的影响的模拟计算结果。模拟结果显示质子窗的散射效应对束流损失和靶上的束流分布有重要的影响。

介绍了中国散裂中子源/快循环质子同步加速器射频同步相位环路的数字化控制系统设计方案, 并利用ALTERA公司的现场可编程门阵列开发面板进行了系统开发, 完成了控制回路的编程与仿真, 进行了桌面实验和低功率实验, 并对其进行了分析与讨论。实验结果表明: 同步相位环路运行稳定, 控制误差小于1°, 满足物理设计要求。

在中国散裂中子源大功率可编程脉冲电源设计中,主回路采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT) H桥串并联拓扑, 错相工作方式,利用IGBT功率放大的特性,实现了电源高功率(60 MW)、高频率(1.843 2 MHz)、高压(3319 kV) 和大电流(18 kA)的要求, 并通过电源反馈控制系统, 实现了电源的快速响应时间, 使电源跟踪精度达到1.5%, 满足指标要求。在电源研制中, 解决了IGBT高压、大电流的均压和均流问题; 由于IGBT工作在开关状态, 为了消除谐波, 利用多重化技术, 得到了光滑的输出脉冲电流曲线; 采用电流互感器的并联, 实现了输出大电流的检测; 电源的反馈控制策略采用比例和前馈运算, 实现了电源输出波形对给定波形的快速跟踪。