微带像增强器的选通特性研究

讨论了像增强器微带传输电路和脉冲选通模型 根据传输线理论用数值方法模拟了纳秒和皮秒脉冲在像增强器内的传输特性 ,给出了相吻合的理论和实验结果 ;将脉冲微带传输模型和微通道板的时间相关离散打拿极模型相结合 ,完整地分析了像增强器的脉冲选通特性 研究结果表明 :与输入脉冲相比 ,加载到微带上的脉冲和像增强器输出端输出脉冲的变化主要受微带传输时间的影响 ;

纳秒级时间选通成像系统动态空间分辨率

成像系统动态空间分辨率的下降与静态相比主要发生在光阴极与微通道板输入面之间。本文采用时空传递函数理论,分析了动态下空间分辨率的下降因子,计算得到的结果与实验结果相比基本一致,提出了进一步提高系统性能的方法。

单孔柱 孔汇聚结构放电通道电阻率

分析了柱-孔汇聚结构放电通道的电阻率,认为因库仑碰撞而引起的经典电阻率不足以解释放电通道的等效阻抗,应根据广义欧姆定律,充分考虑强磁场环境下特有的霍尔效应项才能更好地解释放电通道的等效阻抗。理论研究表明,在阴极等离子体温度较低(约为3 eV)时,放电通道的等离子体密度与磁场强度近似呈正比例关系,与有效电子密度近似呈反比例关系。基于“强光一号”加速器实验平台开展了单孔柱孔汇聚结构的电流传输实验,利用实验数据结合广义欧姆定律推算出放电通道的有效等离子体密度为10^(15)~10^(16) cm^(-3)。从广义欧姆定律出发,考虑强磁场对放电通道电阻率的影响,修正了电阻率估算方法,为估算单孔柱孔汇聚结构间隙短路后的损失电流提供了一个新的研究角度。本文研究结果可用于大型脉冲功率装置早期电路仿真研究以估算装置电流损失程度,为装置研制提供技术基础。

西北核技术研究所强脉冲辐射模拟装置近年发展综述

西北核技术研究所是我国强脉冲辐射环境建设的主体单位,成立至今自主成功研制了一系列大型辐射模拟装置,形成了具有我国自主特色的辐射环境模拟体系和技术体系。近10年来,随着应用需求的持续拓展,西北核技术研究所在辐射模拟装置及其技术方面取得了新突破。本文重点介绍了西北核技术研究所近年新建成的大型强脉冲辐射模拟装置,包括大面积脉冲γ射线试验装置“云光一号”、4 MV脉冲X射线闪光照相装置“剑光二号”及强脉冲X射线试验装置等,分析了感应电压叠加、快脉冲直线变压器、多型射线负载等方面取得的最新技术进展,提出了未来强脉冲辐射模拟装置建设及其关键技术发展的初步设想。

Z-pinch X射线时间分辨多幅图像诊断系统

介绍了为"强光一号"设计的ns级时间分辨软X射线多幅图像诊断系统,分析了系统的主要性能指标,给出并分析了利用该系统诊断"强光一号"高功率脉冲Z pinch等离子体辐射源的最新的实验结果。

一种X射线变像管能谱响应特性研究

建立了 X射线变像管能谱响应特性的理论模型 ,介绍了一种测量能谱响应的实验方法 ,得到了理论结果和实验结果 ,实验值和理论值基本吻合。还分析了理论值和实验值之间的误差来源。

极紫外光刻光源

分析了极紫外光刻技术作为下一代光刻技术的首选技术目前飞速发展阶段的状况,表明欧、美、日、俄等国家和地区在该领域集中了大量的人力、物力的目标是将光刻精度提高到50nm。指出了极紫外光源是极紫外光刻的核心设备,目前的主要研究方向是提高能量转换效率和输出功率,提高系统各部分的寿命,降低成本等。

曝光时间为纳秒级的照相系统

曝光时间为纳秒级的照相系统邱孟通张小兵（西北核技术研究所二室西安７１００２４）描述了一种曝光时间为纳秒级的超高速照相系统。着重描述了该系统中电快门和光快门的实现以及图像信号的放大；讨论了脉冲宽度为一到几十纳秒、脉冲幅度为３３０Ｖ左右的快门电路的研制；...

丝阵负载Z箍缩可见光图像诊断系统

主要介绍了为“强光一号”加速器丝阵负载Z箍缩实验设计的可见光图像诊断系统，系统时间分辨约为5ns，空间分辨约为6．5lp／mm，光谱响应范围365-750nm。系统能够满足从早期单丝电离到等离子体柱飞散整个Z箍缩过程的诊断要求，给出了系统在Z箍缩实验中获得的丝阵负载内爆图像序列，并对其反映的内爆现象进行了初步的唯象分析。

质子与金属布线层核反应对微纳级静态随机存储器单粒子效应的影响分析

金属布线层对微纳级静态随机存储器(static random access memory,SRAM)质子单粒子效应敏感性的影响值得关注.利用Geant4针对不同能量(30 MeV,100 MeV,200 MeV和500 MeV)的质子与微纳级SRAM器件的核反应过程开展计算,研究了核反应次级粒子的种类、线性能量传输值(linear energy transfer,LET)及射程情况,尤其对高LET值的核反应次级粒子及其射程开展了详细分析.研究表明,金属布线层的存在和质子能量的增大为原子序数大于或等于30的重核次级粒子的产生创造了条件,器件体硅区中原子序数大于60的重核离子来源于质子与钨材料的核反应,核反应过程中的特殊作用机理会生成原子序数在30至50之间的次级粒子,且质子能量的增大有助于这种作用机理的发生,原子序数在30至50之间的次级粒子在器件体硅区的LET值最大约为37 MeV·cm^2/mg,相应射程可达到几微米,对于阱深在微米量级的微纳级SRAM器件而言,有引发单粒子闩锁的可能.研究结果为空间辐射环境中宇航器件的质子单粒子效应研究提供理论支撑.

四路并联二极管辐射X射线场参数计算

利用二极管的电压、电流计算了发射电子束能谱参数,建立了四路并联二极管阳极靶蒙特卡罗粒子输运计算模型,给出了辐射X射线场参数;将四路并联二极管的每个二极管划分为若干小单元,将其作为点源,采用数值积分的方法计算了辐射X射线剂量分布,并分析了空间不同位置处每路二极管对剂量的贡献。结果表明:真空中,距离四路并联二极管阳极靶5cm位置处,X射线注量为3.55mJ/cm2,光子平均能量为62.18keV,120keV以下的光子占辐射X射线谱总能量的81.84%,电子束转换效率为0.30%;在2 700cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性分别为3.20和6.31;在2 000cm2范围内,中轴线和对角线上的剂量均匀性均小于2。

数字化线阵CCD扫描X射线成像系统

介绍了一种数字化线阵CCD扫描X射线成像系统的原理性样机,其主要特点是用窄束X射线成像,从系统结构上抑制了散射对成像的影响,在满足图像质量的情况下降低了成像所需的X射线剂量。介绍了系统设计的理论基础,讨论了系统的软、硬件组成,并测量了系统的成像性能。

Kr喷气箍缩等离子体的数值研究

探讨了Z箍缩等离子体辐射磁流体模拟二维三温物理模型及其数值计算方法,针对"强光一号"加速器上Kr喷气实验的具体条件,利用辐射磁流体力学程序Zpinch2D DG模拟了Kr喷气等离子体聚爆过程,分析了X射线辐射的特点,给出了等离子体密度和温度的演化图像以及喷气箍缩中一些带有普遍性的结论。

软X射线连续谱Z箍缩铝等离子体电子温度诊断

针对"强光一号"加速器(约1.5MA,80～100ns)Z箍缩铝丝阵实验设计和研制了一套弯晶谱仪,采用邻苯二甲酸氢铊(TlAP)晶体对辐射能谱进行色散,用X射线胶片记录连续辐射谱型,谱仪测谱范围为1.8～3.0keV。以第10084发次平面型铝丝阵负载实验为例,获得了具有轴向分辨的时间积分辐射谱型,对其中某一热斑处的数据进行处理得到了该区域等离子体时间积分电子温度约为520(1±35%)eV。

2.5MV快沿电磁脉冲模拟器脉冲源故障状态模拟分析

利用电路模拟软件与实测波形,建立了2.5MV快沿电磁脉冲(EMP)模拟脉冲源等效电路模型.通过在电路模型中模拟绝缘薄弱环节,如Marx输出端、中储电容、中储开关与峰化电容间支撑绝缘子、峰化电容等位置,设置等效滑闪电路的方法,对模拟器脉冲源可能出现的绝缘故障进行了模拟分析.将模拟器调试阶段出现的故障波形与模拟结果进行比对,二者符合良好.试验结果证明,根据模拟故障波形并结合试验中出现的巨大声响、电源跳闸等物理现象及后续输出电压降低等情况,可以实现模拟器滑闪故障的准确定位,从而保证故障的及时发现与快速排除,提高装置运行可靠性.

一台基于串级二极管技术的高强度脉冲硬X射线源

介绍了利用串级二极管产生高强度脉冲硬X射线的方法及其辐射场参数。以“闪光二号”加速器为平台,通过适应性改造,产生快前沿电压脉冲;研制了两级阻抗1Ω串级二极管,通过串联分压降低二极管端电压、各级二极管电子束独立打靶在空间叠加形成高强度均匀辐射场。解决了悬浮电极绝缘支撑、二极管阴极均匀发射等技术难题,实现了串级二极管的稳定工作。在总电压约700 kV、电流约310 kA条件下,X射线平均能量87 keV,500 cm^(2)上的平均能注量36 mJ/cm^(2),剂量均匀性(最大值比最小值)达到2∶1。

串级二极管工作过程的电路分析

介绍了利用串级二极管产生大面积脉冲硬X射线的基本原理,建立了串级二极管的等效电路模型,分析了二极管串联工作过程,通过模拟计算给出了串级二极管工作过程的影响因素。串级二极管分压过程分为电容分压、阻抗和容抗分压、真空击穿后动态平衡及阻抗分压四个阶段,二极管电容和真空击穿电压是影响二极管串联初始阶段分压的主要因素,二极管的阻抗变化过程和二极管间隙的击穿时间差决定二极管分压的一致性。

“闪光二号”加速器适应性改造

针对系统电磁脉冲效应研究需求,项目组对"闪光二号"加速器进行了适应性改造,以便于产生脉冲硬X射线。主要采用二次成形的水线结构,重点进行了水开关设计,并完成了实验调试。装置输出电压650kV^1.3 MV稳定可调,脉冲宽度60ns,前沿由改造前的80ns缩短至改造后的30ns,在国内首次成功驱动串级二极管,产生前沿29ns、射线宽度约53ns的脉冲硬X射线。

脉冲硬X射线能注量测量系统结构设计

确定了利用全吸收法测量硬X射线能注量的技术方案,阐述了能注量测量的基本原理。结合实际测量环境,选择光电管和高密度硅酸镥闪烁体作为测量系统,分析了各个测量组件参数的影响因素。利用蒙特卡罗程序模拟了硬X射线在闪烁体中能量沉积的轴向分布,并计算了光子的透射率,据此确定了硅酸镥闪烁体的厚度为20mm。完成了准直系统和电磁屏蔽系统的设计,增加了信噪比。

碲锌镉探测器对14MeV脉冲中子束的直照响应

碲锌镉(CZT)晶体具有优良的材料性能,是一种备受关注的新型核辐射探测器材料。本工作运用MCNP程序模拟了CZT探测器对14 MeV中子的直照响应,且在ING-103型稠密等离子体聚焦装置14 MeV脉冲中子发生器上进行了实验研究。结果表明:CZT探测器对14 MeV脉冲中子的直照响应理论值与实验值有较好的一致性;在包含因子k为2时,实验值的扩展不确定度小于14%;且CZT探测器对14 MeV脉冲中子具有1.28×10-16C.cm2的灵敏度,适用于测量高强度脉冲中子。