200kV高压开关电源研制

采用软开关电源技术和叠层式倍压器方法,研制成一台200 kV高压发生器,介绍了其工作原理和结构。高压开关电源主要由功率变换器、中频升压变压器和高压倍压器组成。其主要技术指标为:高压200kV,输出电流10 mA,工作频率20 kHz,电压稳定度1%,纹波系数2%,连续工作时间为8 h。测试结果表明,该高压开关电源的性能指标达了设计要求。

基于自由曲面的剐齿刀结构设计

针对实际生产对剐齿刀的迫切需求,基于自由曲面设计理论和制造技术,提出适应各种渐开线圆柱齿轮剐齿加工的刀具结构设计方案。以设计原理和可制造性为依据,选择球面为初始前刀面,建立其自由曲面模型;基于曲面共轭原理,建立待加工齿面的共轭面模型;以无理论加工齿形误差为目标,采用前刀面与齿面共轭面的交线作为主刃,建立其数学模型;以一系列的主刃为基础,建立自由曲面形式的主后刀面的数学模型;按照与主后刀面设计相同方法,建立顶刃和顶后刀面的数学模型;通过计算实例验证设计方法和数学模型的有效性和可行性。

ECR离子源中的微波功率在线测量

在中子发生器中采用ECR离子源是一种新技术。由于受结构的限制,ECR离子源不能像高频源离子源那样通过观察气体放电的颜色判断其工作状态,所以在运行中调节状态非常困难。解决这个问题的方法是:用定向耦合器加微波小功率计的方法在线测量ECR离子源的微波入射功率,通过微波入射功率可以直接得到ECR离子源引出离子束流的大小,从而推断微波信号源的放电过程是否正常,然后调整ECR离子源,最终使中子发生器工作在最佳状态。从ECR离子源后面的引出电极测得的最大束流为20 mA,且工作长时间稳定,当微波功率在160 W^500 W之间时,放电效果较好,离子束流随微波功率的增加而增加。

基于可移动紧凑加速器D-T中子源的热中子层析实验研究

中子照相是十分重要的无损检测方法之一,尤其是针对含氢材料、同位素等的无损检测,中子照相技术具有其他射线成像不可比拟的优势。中国工程物理研究院核物理与化学研究所基于紧凑型D-T中子源,研发了可移动中子成像检测仪,成功实现了热中子照相和快中子照相实验检测。为确定基于该装置开展热中子层析检测的可行性,本文进行了数值模拟计算,利用该仪器开展了针对轻重材料模拟件的热中子层析成像实验,利用采集的181幅投影图像,在图像信噪较低和采集幅数较少条件下,成功重建了铝和聚乙烯材料包裹下的0.2 mm直径的钆丝。

正弦波速调管聚束理论在ns-200加速器上的应用

阐述了正弦波速调管聚束理论及具体实现方法,给出了相应的计算公式。结合ns 200加速器的结构特点,运用该法确定了聚束装置的主要参数:聚束筒长度、等效漂移长度、聚束电压等,为ns 200加速器设计了聚束装置。将该装置安装于加速器,通过调试,获得了半宽为3.5ns的聚束脉冲,实现了纳秒脉冲运行方式。

中子发生器束流传输光学系统研究及模拟计算

束流传输系统是中子发生器研制、调试和技改等工作顺利进行的重要依据。为此开展了中子发生器束流传输系统研究工作,阐述了传输系统光学特性和组成。以ns-200中子发生器为代表实例,详尽地分析了传输系统的组成和各光学透镜的特性。根据LEADS软件要求,生成该器束流传输系统数据输入卡,调用软件相应各光学元件计算模块,进行了模拟计算,给出了束流传输包络图。束流传输模拟计算结果与原设计要求基本一致。

高频离子源的光学设计

ns-200中子发生器采用的是高频离子源,面临着提高离子源的性能,增大引出束流的技术改造问题。为此开展了高频离子源的设计研制工作。高频离子源采用管道式引出结构和三圆筒单透镜聚焦系统。根据设计指标要求和离子光学原理,经过计算和优化,确定了引出系统和聚焦系统的主要参数。采用传输矩阵和束矩阵(σ矩阵)相结合的数值计算方法,运用LEADS软件模拟计算了束流传输过程,模拟计算的结果与理论设计相吻合。在ns-200中子发生器上进行了初步的实验,表明设计的高频离子源束流光学系统是合理的。

铅硼聚乙烯等材料的DT中子透射性能研究

利用液体闪烁探测器BC501A,测量得到铅硼聚乙烯等8组实验样品的DT中子透射率实验数据。结果表明,在8组样品中,有较高钨含量样品的DT中子屏蔽性能较好,样品之间的中子透射率最大的相对差异为17%。实验数据可供中子辐射屏蔽设计参考。

基于光纤传输的中子发生器控制系统

叙述了基于光纤传输的中子发生器控制系统的工作原理、基本结构和技术性能,介绍了系统中部分硬件和主要软件,指出了开展进一步研制工作的方向。

ns-200中子发生器束流脉冲化技术研究及束流传输模拟计算

在ns-200中子发生器上开展了束流脉冲化技术研究工作,采用正弦波速调管聚束方法设计了束流脉冲化系统,研制了高频电源系统、脉冲测量系统和远程自动控制系统。运用LEADS软件,进行了束流传输的模拟计算,并显示了束流传输包络曲线。整机安装调试获得了半高宽小于3.5ns、峰值电流大于1mA的聚束脉冲,束流稳定,各项指标达到技术要求。目前,已长期投入脉冲运行,完成了多个物理实验。

氘离子轰击钼靶的二次电子发射系数测量

设计了一套二次电子测量装置,采用间接测量法,利用中子发生器产生的氘离子束,对氘离子束轰击下钼靶的二次电子发射系数进行了实验研究,获得了钼的二次电子发射系数随不同入射氘离子能量的变化趋势,氘离子束能量为170 keV时的二次电子发射系数最大,约为2.33。

移动式加速器在快中子照相中的应用

介绍了移动式加速器的工作原理、结构和调试过程。该加速器具有体积小、重量轻、束流稳定度高、束斑直径小的特点。移动式加速器是首次在中国工程物理研究院应用于快中子照相。在调试过程中测试了小型移动式加速器的束流稳定性等参数,采用伴随粒子方法测量了直流中子产额。通过移动加速器和数字照相系统的组合,获得了初步图像。

移动式加速器中子源控制系统的设计与研制

运用数字化处理、计算机网络、光纤通信等先进技术,实现对移动式加速器中子源的远程控制。该系统运行稳定、操作性强,很好地满足了用户的实验需求。

正弦波速调管聚束理论及其应用

以正弦波速调管聚束理论为基础,详尽阐述了速调管聚束的具体实现方法,给出了相应的计算公式。实际应用该法,为NS-200加速器设计了聚束装置。

用于中子照相的定向高通量中子发生器设计

近几年,在无损探伤领域,中子照相技术发展非常迅猛,对中子发生器提出了体积小、寿命长、通量高、准直比高的技术要求。为此设计了一台用于快中子照相的定向高通量小型中子发生器,采用矩形结构潘宁离子源。引出的具有一定长度和流强的带状氘离子或氘氚混合离子束,在离子源与靶构成的同轴高压电场加速下,轰击对应的长形定向自成靶,发生氘氘或者氘氚反应,在靶轴线方向产生高通量、高准直比的快中子束,中子产额5×1011n/s。模拟结果表明,成像屏上的中子注量提高了两个数量级,不均匀度小于5×10-3,满足中子照相对高准直比和高通量的要求,因此成像质量高,照相时间短,工作效率高。解决了现有中子发生器体积大、有效中子通量低和靶寿命短的问题,可用于构建移动式快中子照相系统。

一台可产生直流束和微秒脉冲束的ECR离子源

ECR离子源与其他离子源相比具有一些优点。例如在放电室中具有较低的工作气压,能产生均匀的高密度等离子体,由于无热阴极可耐腐蚀气体,工作寿命长、发射度小、高原子离子比和束流强度大。所以,应用在中子发生器中具有良好发展前景。专门应用于中子发生器的ECR离子源既可引出直流离子束,又可引出微秒脉冲离子束。介绍了这种ECR离子源的工作原理和结构,给出了测量到的主要参数和脉冲波形。

MOSFET的损耗分析与工程近似计算

根据MOSFET的简化模型,分析了导通损耗和开关损耗,通过典型的修正系数,修正了简化模型的极间电容。通过开关磁铁电源的实例计算了工况下MOSFET的功率损耗,计算结果表明该电源中工况下的MOSFET功率损耗比较小,可以长时间可靠稳定的工作。

基于层次分析法的直升机体系贡献率评估方法

针对直升机体系贡献率评估的迫切需求,基于作战环和作战构想,提出了直升机体系贡献率评估能力指标体系构建方法;基于层次分析法,计算指标体系各层指标权重;根据指标数据的获取方法,对其进行分类处理,并构造满意度函数,对指标满意度进行评价;指标权重与指标满意度相乘,得到体系贡献率评估结果;最后以运输直升机为例,验证评价方法的有效性和可行性。

基于系统工程思想的直升机军事需求论证框架研究

针对直升机军事需求论证的迫切需求,基于系统工程思想,结合工程问题“提出问题—分析问题—形成方案—评价方案—形成结论”的研究思路,提出了直升机军事需求论证框架。在基于作战构想的需求分析迭代阶段,参考DoDAF2.0框架,提出了直升机体系功能分析和装备功能分析思路,并将指标进行分类,开展性能设计与验证;在能力需求生成与评价阶段,提出了能力需求聚合模型。文章还提出了元活动—能力指标—效能指标模型构建与应用方法,为军事需求论证提供支撑。最后以某运输直升机军事需求论证为例,验证了该框架的有效性和可行性。

基于VPM4.0的有效性配置方法研究与应用

针对国际合作中中方内控构型树的实际需求,首先研究了VPM4.0系统(产品数据管理软件)配置字典与配置运算器的概念,提出了VPM4.0环境下有效性配置原理;进而探究了配置字典与配置运算器的使用特点,与有效性配置中存在的逻辑关系;在此基础上,根据实际需求创建了中方内控构型树,实现内部构型管控,最后给出结论。