1 中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳621900
2 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室， 北京100083
在2 MeV直线感应加速器注入器平台上开展了天鹅绒阴极与碳纳米管阴极的强流脉冲发射特性综合实验。研究结果表明：天鹅绒阴极与碳纳米管阴极均具有强流脉冲发射性能，在1.61 MV的二极管电压下，天鹅绒阴极与碳纳米管的发射电流密度分别为84，108 A/cm2；启动时间分别为21，40 ns；放气量分别为0.29，0.91 Pa·L;放出气体分子数目与发射电子数目之比分别为64，225;两种冷阴极强流脉冲发射时的放气质谱相似。
天鹅绒阴极 碳纳米管阴极 强流脉冲发射 放气 velvet cathode carbon nanotube cathode intense pulsed emission outgassing
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
给出一台脉冲间隔100～1 000 ns、脉冲数2~5个、二极管电压3 MV、引出束流强度2.5 kA的猝发多脉冲电子束源的物理设计及初步调试结果。在设计中，采用感应叠加和阻抗匹配方案获得二极管高电压脉冲；试验中分别采用天鹅绒和大发射面储备式热阴极获得猝发多脉冲电子束。调试结果表明：采用大发射面热阴极可避免阴极等离子体产生，确保二极管在猝发多脉冲状态下稳定运行。初步调试获得大于2.7 MV猝发三脉冲二极管高压，并获得1.6 kA的三脉冲电子束流。
多脉冲电子束源 感应叠加器 天鹅绒阴极 热储备式阴极 multi-pulsed electron source inductive adder velvet cathode thermionic dispenser cathode
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
2 中国电子科技集团公司 第十二研究所， 北京 100039
为获得kA级热发射电子束，研制了直径为100 mm钪酸盐热阴极组件，并建立了适应大面积热阴极实验环境的2 MV 注入器试验平台。实验在二极管真空3.7×10-5 Pa、二极管电压1.95 MV、脉宽120 ns(FWHM)、阴极温度1 120 ℃时，获得最大收集电流1 038 A，发射电流密度约13 A/cm2。实验结果表明，工作状态下阴极发射能力与激活温度、系统真空度关系密切。
直线感应加速器 阴极组件 二极管 电流密度 linear induction accelerator thermionic dispenser cathode diode current density
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
2 北京科技大学 新金属材料国家重点实验室， 北京 100083
在2 MeV直线感应加速器注入器平台上研究了采用浸渍涂覆方法制备的大面积碳纳米管阴极发射体的强流发射特性。研究结果表明：在脉冲高压电场下，碳纳米管阴极具有强流电子束发射能力，发射电流密度较大；碳纳米管阴极发射电子过程为场致等离子体发射。实验过程中，阴极端取样电阻环收集到的最大发射电流达350 A，阳极端法拉第筒收集的发射电流为167 A，最大阴极发射电流密度为19.4 A/cm2。
直线感应加速器 碳纳米管 强流电子束 场致等离子体发射 linear induction accelerator carbon nanotube intense electron beam plasma-induced field emission
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
通过适当地改造2 MeV注入器实验平台,使系统具备了开展光阴极研究的能力,主要的改动有:将观察窗材料改为石英,增加266 nm固体激光器,对原有的时序控制方式进行修改以满足同步触发方面的要求。研究的阴极材料为含钪储备式热阴极,实验中最高加热到了740 ℃,观测到了光电发射和光致等离子体发射现象,最大的激光功率密度为1.3 MW/cm2,最大发射电流密度约为16 A/cm2,光电发射的量子效率约为0.05‰。
直线感应加速器 光阴极 固体激光器 储备式热阴极 等离子体 linear induction accelerator photocathode solid laser dispenser cathode plasma
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
为了实现高压脉冲形成线小型化,开展了平板固态脉冲形成线研究。实验研究了两种作为储能介质的固态材料的高压体击穿特性、沿面闪络特性和频率响应特性,一种是特种复合材料,其相对介电常数在50-250之间,另一种是功能陶瓷,其相对介电常数在200-1 000之间。在此基础上,研制了两种平板固态脉冲形成线。特种复合介质固态脉冲形成线试验电压为3 kV左右,输出电压脉冲半高全宽(FWHM)可以达到58 ns;功能陶瓷介质固态脉冲形成线的试验充电电压超过120 kV,输出电压脉冲半高全宽为92 ns。
脉冲功率技术 紧凑脉冲形成线 特种复合介质 功能陶瓷 pulse forming line function ceramic composite polymer
