强流脉冲束功率的测量

在强流离子源研究中,靶功率是表征引出束流大小的依据。一般离子源实验台上通常配备有测量束功率的量热计。本文论述绝热式量热计的测量原理、方法及在多种装置上应用的结果与分析。

EAST兆瓦级NBI漂移管道内束功率沉积的研究

超导托卡马克兆瓦级中性束注入器漂移管道是NBI的关键部件之一,它对减少中性束的能量损失,提高中性束的加热效率有着重要的意义。根据EAST兆瓦级NBI的强流、高功率、长脉冲运行的要求,运用Matlab软件对漂移管道内的束功率沉积进行编程模拟计算分析,得到了漂移管道内束功率沉积在不同束散角下的分布规律。研究结果表明中性束的能量以及中性束的束流发散角是影响漂移管道内束功率沉积的主要因素。为漂移管道系统、内部组件以及冷却系统的设计提供了理论依据。

卫星大功率电缆束温度场建模分析及捆扎热效应研究

随着卫星功率的提高,星上功率电缆载流量和热耗水平大幅增加,热安全性问题凸显,功率电缆精准建模和精细化设计的需求日趋迫切。基于地面试验数据提出了卫星大功率电缆束的热分析建模方法,并给出了电缆安装固定处和捆扎处换热参数的经验值和试验标定值;通过模拟电缆分束和合束捆扎的温度场定量分析了电缆束捆扎的热效应,明确了增强电缆与周边环境的辐射换热是改善电缆束散热条件最有效的手段。文中建立的卫星大功率电缆束热模型可作为星上功率电缆在轨温度预示和精细化敷设设计的重要基础。

高功率脉冲离子束的产生

分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理，概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。

高功率离子束模拟材料的X射线热-力学效应研究

主要介绍了利用高功率离子束模拟1keV黑体辐射X射线对材料的热-力学效应(thermal-mechanicaleffects)的初步研究结果。计算了“闪光二号”加速器产生的高功率离子束(质子束)和1keV黑体辐射X射线在材料中的能量沉积剖面,计算结果表明二者的能量沉积范围和剖面变化趋势基本一致。给出了利用“闪光二号”加速器高功率离子束辐照不同材料样品的初步实验结果。所辐照的样品表面镀层被剥离掉,Cu和Al样品表面有明显的熔融痕迹,样品的质量损失约几十毫克,3mm厚的石墨样品碎裂成数块,1mm厚的Al靶形变达到6mm。实测的5mm厚硬Al靶背面应力波峰值约35MPa。因而可以利用“闪光二号”加速器产生的高功率离子束模拟1keV黑体辐射X射线的热-力学效应。

用于模拟X射线热-力学效应的高功率脉冲离子束研究进展

计算了与黑体谱 1keVX射线在材料中产生的应力波和冲量相当的质子束参数 ;给出了箍缩型二极管产生离子束的实验结果 ,以及在“闪光二号”加速器上已经获得的流强约 5 0kA的脉冲质子束。

高功率离子束的应用研究

给出用"闪光二号"加速器高功率离子束轰击19F靶产生6～7MeV准单能脉冲γ射线的实验结果;提出采用离子束传输法分离和降低轫致辐射干扰的方法,利用闪烁体探测器和半导体探测器,测出质子传输不同距离后轰击C2F4靶产生的6～7MeV准单能脉冲γ射线信号以及相比轫致辐射的延迟时间;介绍了模拟材料的软X射线的热 力学效应等方面的高功率离子束的应用,给出一些实验和理论计算结果。

高功率离子束在偏压电荷收集器内部的电荷输运模拟

利用2.5维KARAT软件对高功率离子束在偏压电荷收集器内部的电荷输运过程进行PIC数值模拟,模拟结果表明在偏压电荷收集器内部电荷中和而电流不中和。在模拟中考虑了收集器的几何尺寸和离子束密度,因此模拟结果比一维数值计算的结果更为可靠。同时还模拟了偏置电压与电荷收集器离子收集效率之间的关系,对于峰值能量为500keV的高功率离子束,偏压为-800V即可满足测量要求,这一结果与实验吻合较好。

高功率离子束在漂移管中的中性化传输

介绍了“闪光二号”加速器产生的高功率离子束在漂移管中的传输实验。对比了采用中性化措施前后的传输情况,分析了中性化措施对离子束束斑半径、束流均匀性的影响。根据实测的二极管电压模拟得到了传输一定距离后的束流波形,与实测结果符合较好。采取适当的中性化措施后,高功率离子束可以有效传输80 cm以上,束流发散得到抑制,束流均匀性得到改善。

大功率半导体激光器合束技术在船舶焊接中的应用

船体焊接是整个船舶制造流程中最为关键的环节之一,决定着整个船舶的质量和安全性。随着船舶类型和功能的多样化,制造中对船体焊接技术的要求越来越严苛。大功率半导体激光合束技术是目前可用于焊接的新型技术,其具有高效、稳定及智能化等优点。本文将结合船体焊接流程,研究大功率半导体激光合束技术在船体焊接中的应用。

高功率调束靶结构设计与温度分析

高功率调束靶是加速器调试过程中的关键设备。针对CYCIAE紧凑型回旋加速器引出质子设计的高功率调束靶,其表面吸收功率达到20k W。通过对调束靶水冷结构的优化和四级磁铁对质子束扩束,将高功率调束靶的长度控制在350m m以内,其工作温度低于铜的熔点。达到CYCIAE紧凑型回旋加速器装置对高功率调束靶的使用要求。

上海光源次谐波聚束器的优化设计及测试

介绍了上海光源直线加速器499.654MHz次谐波聚束器的物理设计、结构、加工、微波测量和试验、运行等的情况。通过2维、3维电磁软件的数值模拟方法对腔型、结构尺寸、电磁参数、调谐范围进行了优化设计,现该腔已经加工完成,并对其进行了电参数测试,结果与物理设计指标吻合很好。在上海光源的束流指标调试过程中,该腔能长期稳定运行。

脉冲高功率离子二极管的动力学模拟

基于等离子体的爆炸发射模型,利用自洽的2.5维的胞中粒子(PIC)模拟程序MAGIC模拟了平板型磁绝缘离子二极管中电子和质子的动力学特性。给出了电压为300kV,外加磁场为2倍临界磁场情况下的二极管特性,阴阳极间隙中带电粒子的空间和相空间分布,以及净电荷密度分布和电场分布,结果表明,引出束流密度比单离子Child Langmuir公式计算的结果大5倍;外加磁场导致在阴极附近形成虚阴极。空间电荷使得阴阳极间隙中电场扰动和增强。

阴阳极等离子体运动对强箍缩离子束二极管束流特性的影响

主要研究了阴阳极等离子体运动对“闪光二号”加速器强箍缩离子束二极管束流特性的影响。给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的Ch ild-langmu ir流、弱聚焦流、强聚焦流和饱和顺位流4个阶段的离子流和二极管总束流修正公式,利用这些修正公式计算的二极管总束流和离子束流强度与实测结果符合很好,在此基础上分析了提高离子束流强度和效率的方法,通过调整加速器参数,实验得到了峰值能量约500 keV,峰值电流约160 kA的高功率离子束。

高功率微波武器的发展与现状

高功率微波武器是一项正在发展的战略和战术武器。本文简单介绍了国外高功率微波技术的发展过程,评述了高功率微波源装置的特点、武器效应与对抗措施及最新研究成果,最后指出了高功率微波武器的发展前景。

激光合束专利技术现状及进展

随着激光技术的日益发展,激光器已经成为现代人类生活的重要组成部分,尤其高功率激光器,其在环境监测、激光雷达、医学诊断、空间通信等领域有着重要的应用前景。激光合束技术可以有效提高激光输出功率,随着合束技术发展,其专利申请量逐年增长,该文主要从相干合束与非相干合束技术等角度概述了近年来激光合束的技术发展在专利申请方面的情况。

基于60kV/6kW电子枪的15kW电子枪的研制

在60 k V/6 k W直热型焊接用电子枪结构的基础上做出改进,以使电子枪的束功率提高到15 k W。相关改进工作以电子光学与精密机械理论为依据,借助有限元分析软件SOURCE模拟电子束的形成轨迹,并根据模拟结果与理论计算来证明电极形状及相关结构的合理性。由于束功率的提高,阴极与阳极发热严重,为防止阴阳极温度上升过高导致变形,新增加了电子枪的阴极与阳极的水冷。试验证明设计完成的电子枪满足参数要求,稳定性高,电子束束斑像差小。

偏压电荷收集器测量HPIB的原理和实验

介绍了偏压电荷收集器的结构,分析了利用其测量HPIB束流强度的原理,利用KARAT PIC软件模拟了偏压电荷收集器内部的电荷输运过程,模拟结果表明HPIB在偏压电荷收集器内部电荷中和而电流不中和,从而证实了电荷中和假设和这种装置测量HPIB的准确性。另外还分别对几何参数和偏置电压对偏压电荷收集器的影响进行了模拟,在德拜长度范围内,孔径的大小为0.6-0.8 mm比较合适,偏压为-800 V就可满足峰值能量为500keV HPIB的测量要求,实验验证了偏压大小与离子收集效率之间的关系。

高功率聚束微波热疗机无损深部加热的动物实验研究

目的:测定高功率聚束微波热疗机的有效加温范围及对猪机体可能造成的损伤.方法:用高功率聚束微波热疗机全麻下给4头家养猪右上腹部加热,然后在加热区皮下11～16 cm处测温,加温前后做血生化检查,加热区组织学检查.结果:2头猪加热区出现12×17 cm皮肤充血,在加热区皮下11～16 cm处△T2.7～4.6℃,肛温△T1.2～2.9℃,加温速度1.2～2.9℃/30～60 min.猪加温区病理学检查无严重损伤,肝、肾功能正常.结论:该热疗机能进行有效的无损深部加热,并有较大的有效加温范围,随着远距离、高功率及大面积均匀加热导致整个猪体温度提高.该热疗机可作为全身热疗设备使用.

两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究

主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果，在“闪光二号”加速器和2MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验，二极管输出电压1．8—2．1MV，电流40—60kA，脉宽（FWHM）50～60n8，1m处的脉冲X剂量约20～30mGy，焦斑直径约Imm，X射线最高能量1．8MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究，给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理，实验获得的离子束峰值电流～160kA，离子的峰值能量-500keV，开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6～7MeV准单能脉冲γ射线，模拟x射线热一力学效应等应用基础研究。