强流短脉冲电子束束剖面的时间分辨测量

介绍了一套基于切伦科夫辐射的、用于强流短脉冲电子束束剖面测量的装置。装置利用扫描相机记录背面打毛的石英玻璃薄片中产生的切伦科夫光信号。使用该装置 ,在中国工程物理研究院流体物理研究所的 2 Me V注入器上进行了切伦科夫光的验证实验和时间分辨的束剖面测量实验。分析表明 ,测量系统的时间分辨率和空间分辨率分别为 1 .75 ns和 0 .74 mm。

2MeV注入器脉冲电子束时间分辨能谱诊断研究

介绍了利用磁分析器和电子束产生的契伦科夫辐射光诊断直线感应加速器脉冲电子束时间分辨能谱的原理、方法及诊断系统,对中物院2MeV感应叠加型注入器的2kA强流脉冲电子束时间分辨能谱进行实验诊断,并与二极管电压进行对比分析。测得能量约2.2MeV,60ns内最大能量变化为4%。

时间分辨的强流脉冲电子束参数的光学测量诊断系统研制

电子束束参数是衡量各种加速器产生的电子束品质的重要参数,其测量技术的研究及测量工作是极其重要的一个方面。由于加速器研制水平的提高,尤其在调试阶段对束参数的测量要求也变得更高,体现在高的时间分辨能力和更好的空间分辨率、数据更高的动态范围及更加直观的可视性。针对束参数中最基本的参数如束斑测量、发射度测量、能量测量等技术,利用已研制的高性能设备,针对强流脉冲电子束的特点,基于多种主要原理研制了比较完整的、时间分辨能力高达2ns、高灵敏度、高动态数据范围的电子束束参数光学测量及诊断系统,并编制了一套处理程序,达到了现场实时的数据处理水平,具有直观诊断的特点,为解决调试工作中诸多的问题提供翔实而准确的数据,成功地应用于多个加速器的调试。

电磁干扰下时间分辨测量系统信号外触发技术

在实验的基础上给出了束参数时间分辨测量系统的实验布局和特点,分析高压电磁干扰对直线感应加速器中时间分辨测量系统外触发性能的影响和变化规律;进一步探讨系统高压电磁干扰后的抑制措施。针对电磁空间干扰情况,主要通过采用光纤传输控制信号的措施,能很好地传输窄脉冲,信号延时抖动小于2ns,达到了高速信号的可靠传输要求,采用嵌入式控制器既解决了抗电磁干扰的要求,也满足了束参数时间分辨测量系统的使用要求。

高能X射线源焦斑尺寸的时间分辨诊断

将门控分幅相机与快闪烁晶体结合,构成时间分辨X射线诊断系统,对神龙一号直线感应加速器产生的高能脉冲X射线源焦斑进行了测量,在时间间隔为10 ns的情况下,获得了焦斑尺寸随时间的变化曲线。在此基础上,设计了单像素尺寸为0.78 mm×0.78 mm的LYSO闪烁晶体阵列,并进行了X射线照射晶体阵列发光的初步实验,结果表明该阵列可用于高能X射线源焦斑的时间分辨诊断,并能显著提高成像的空间分辨力。

神龙二号多脉冲电子束束参数的时间分辨测量技术

神龙二号是一台三脉冲强流脉冲电子束直线感应加速器,就其多脉冲的电子束束参数的测量而言,基本要求是单个脉冲可分辨,进一步的要求是脉冲内时间可分辨。基于光学渡越辐射原理及瞬态发射度测量系统原理,发展了一种束斑与发散角可以分开测量的光学布局结构,结合多台高速分幅相机,成功研制了一套完整的多脉冲电子束束参数的测量系统,其特点是灵活的组合测量方式,全面满足了神龙二号复杂艰难的调试及参数测量工作要求。测量系统最高时间分辨测量能力达到约2ns的水平,单个脉冲可以获得至少8个时间分辨的束参数测量结果。

强电磁干扰下时间分辨测量系统同步信号传输研究

在直线感应加速器的工作环境里，存在强大的电磁干扰，对于束参数时间分辨测量系统的应用极为有害。给出了束参数时间分辨测量系统的实验布局和特点，分析电磁干扰对直线感应加速器中时间分辨测量系统外触发性能的影响和变化规律，进一步探讨系统高压电磁干扰后的抑制措施。针对电磁空间干扰情况，采用光纤传输控制信号的措施能很好地传输窄脉冲，信号延时抖动小于2ns，达到了高速信号的可靠传输触发；采用嵌入式控制器既解决了抗电磁干扰的要求，也满足了束参数时间分辨测量系统的使用要求。

强流电子束时间分辨系统瞬态脉冲干扰的抑制

强流电子束时间分辨测量系统在直线感应加速器(LIA)环境中会受到一些短暂的高能脉冲干扰,这些瞬态脉冲干扰既针对电路又针对测量系统,这对测量系统电子设备危害很大。介绍了时间分辨测量系统的原理,分析了瞬态脉冲干扰的成因和抑制方法,给出了束参数测量系统的实验布局和特点,分析瞬态脉冲干扰对LIA中测量系统电子器件电性能的影响和变化规律,并进一步探讨电子器件电性能受瞬态脉冲干扰后的抑制措施。通过采用光纤传输控制信号的措施,能很好地传输窄脉冲,信号延时抖动小,达到了高速信号的可靠传输要求,利用紧凑嵌入式方法,提高了抗电磁干扰的能力,这样可以更好地保护束参数测量电子器件,提高了整个系统的抗干扰能力及可靠性。

强流电子束时间分辨测量系统瞬态脉冲干扰的抑制

强流电子束时间分辨测量系统在直线感应加速器（LIA）环境中会受到一些短暂的高能脉冲干扰，这些瞬态脉冲干扰对测量系统的电子设备危害很大。文中介绍了时间分辨测量系统的原理，分析了瞬态脉冲干扰的成因，采取了相应的抑制干扰措施，提高了整个系统的抗干扰能力及可靠性。

用于高能X光测量的Si-PIN阵列探测器

设计了用于高能X光测量的小面积PIN硅光电二极管线列探测器,通过理论计算和EGSnrc蒙卡软件模拟分析了Si-PIN的探测灵敏度、线性电流和时间响应。根据理论研究可知,该探测器适用于大注量率、高能轫致辐射光的空间分辨力(3 mm)和时间分辨力(8 ns)的测量。并在理论设计的基础上进行了部分实验,采用小面积PIN硅光电二极管和放大电路,在"神龙一号"直线感应加速器上进行高能X光的测量,初步得到了PIN硅光电单元的响应结果,为线列小面积PIN光电管阵列的实用设计提供优化基础。

三种高密度强流束亮度测量技术

利用已经建成的4 MeV LIA注入器,结合时间分辨测量系统研究了三种测量技术:发射度测量法、无场准直器和磁场准直器测量法。介绍了强流束亮度定义和典型方法理论分析及测量技术的物理概念,提出了用于猝发多脉冲电子束发射度测量装置的设计与调试,通过对时间分辨测量系统的分幅相机记录的光强度分布信息处理,得到电子束束斑均方根半径和发射角,分析某一时刻数据,即可得到电子束某一时刻发射度,从而获得多脉冲电子束时间分辨发射度。在4 MeV LIA注入器上对多脉冲电子束流的发射度进行测量,得到电子束归一化均方根发射度约为114mm·mrad、双脉冲456mm·mrad的归一化发射度。最后结合电子束的高斯分布初步分析并给出均方根发射度、实测发射度和边发射度的关系。

神龙1号电子束束参数测量系统猝发式的精确触发方式

在神龙1号直线感应加速器（LIA）束参数测量工作中，采用的同步触发系统主要是由延时同步机如DS310完成的，它虽然可以产生较大时间范围内的延迟，但由于其工作主频为100MHz，其延迟时间设置的步长则为10ns，加上时基自身的精度，能够获得的延迟精度不会高于10ns；而Ln的其他环节（主要是发散以前的环节，如偏置Marx）在动作时也存在一定量的抖动，经实际测量约20-30ns，这样就无法很精确地确定测量时刻，如图1所示。因此在要求准确了解测量时刻及具有时间分辨测量要求的研究中，这种触发方式就不能满足要求。

流体物理研究所高功率脉冲技术研究进展

中国工程物理研究院流体物理研究所是中国最早开展高功率脉冲技术研究的单位,文章简要回顾了流体物理研究所50年来在高功率脉冲技术研究方面的研究情况,介绍了中国大型高功率装置的典型代表、新近建成的世界最高水平的直线感应加速器神龙一号装置(20 MeV,2.5kA,80ns),以及超高功率装置——正在建设的用于Z箍缩研究的初级实验平台(PTS,8—10 MA,90ns).神龙一号是由84个感应腔串接而成的强流脉冲直线感应电子加速器,每个感应腔由Marx高电压发生器和Blumlein脉冲形成线组成的高功率脉冲系统驱动,逐级加速电子束打靶,通过韧致辐射产生强X射线,对武器内爆过程进行瞬态闪光照相.PTS装置是一台基于Marx发生器和水介质脉冲成形技术、由24路相同模块并联构成的超高功率装置,其单路验证性样机已经完成研制并达到设计指标要求,PTS主机的建设正在进行中.文章还介绍了近几十年来在高功率开关、直线感应加速器(LIA)、Z箍缩、脉冲X光机、爆磁压缩技术、重复频率脉冲技术、直线变压器技术、时间分辨快脉冲诊断技术等高功率脉冲技术方面的研究进展.