强激光与粒子束
2021, 33(3): 035001
强激光与粒子束
2020, 32(3): 035005
西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
根据感应电压叠加器感应腔的工作需求, 针对感应腔磁芯的高效可靠应用, 一般在感应腔工作前都要对磁芯进行去磁, 以实现磁芯的利用最大化, 减少磁性材料用量, 降低设备体积和造价。通过对磁性材料性能的研究分析, 得出了相对于传统的脉冲去磁方式, 直流去磁具有电压低、电流小、易绝缘、电极烧蚀小、对变压器油无污染、成本低等优点的结论。根据去磁电流引入位置的不同, 研究了两种使用直流对感应腔磁芯进行去磁的方法, 并对这两种直流去磁的方法进行了深入地分析和模拟计算, 验证了直流去磁的可行性和优越性。
感应电压叠加器 感应腔 磁芯 去磁 IVA induction cell magnetic core magnetic core reset 强激光与粒子束
2019, 31(4): 040008
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
为了满足“闪光二号”加速器材料热力学效应研究的新需求, 设计了一套电容器储能型脉冲强磁场装置。装置主要由储能电容器、半导体放电开关、磁场线圈及高压恒流充电源组成。磁场线圈中心处最大磁感应强度可达5 T, 并且可以通过调整磁场线圈与二极管的相对位置实现磁透镜比的调节。通过理论计算和数值模拟相结合的方法对脉冲强磁场的关键参数进行了分析, 然后进行了脉冲强磁场的工程设计, 最后使用该强磁场装置进行了实验研究。强磁场实验中, 当储能电容器充电21 kV时, 在磁场线圈中心处获得了5.3 T脉冲强磁场。
脉冲强磁场 “闪光二号”加速器 热力学效应 磁感应强度 pulsed magnetic field generator Flash-Ⅱ accelerator thermodynamic effect magnetic induction intensity 强激光与粒子束
2017, 29(6): 65005
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
采用快开通功率MOSFET，通过优化驱动电路、磁芯参数以及耦合结构，设计了基于半导体开关和直线变压器驱动源(LTD)技术的高重频快沿高压脉冲源。该脉冲源由四级LTD串联而成，可实现单次脉冲和最高频率2 MHz脉冲串输出。脉冲最高幅值约2.3 kV，上升沿约7 ns，脉宽约90 ns，下降沿约20 ns，输出电压效率约95%。该脉冲源结构紧凑，输出脉冲稳定，实现了模块化设计，可作为重频电磁脉冲模拟源使用。
功率MOSFET 直线变压器驱动源 高重频 窄脉冲 小型化 模块化 power MOSFET LTD high repetitive frequency narrow pulse width miniaturization modularization 强激光与粒子束
2016, 28(5): 055002
强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所), 西安 710024
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650 kV~1.3 MV稳定可调, 脉冲宽度60 ns, 前沿由改造前的80 ns缩短至改造后的30 ns, 在国内首次成功驱动串级二极管, 产生前沿29 ns、射线宽度约53 ns的脉冲硬X射线。
水线 脉冲X射线 加速器 开关 waterline pulsed X-ray accelerator switch 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015103
西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
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。
串级二极管 脉冲硬X射线 强流电子束 电路分析 series diode pulsed hard X-ray high current electron beam circuit analysis 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015025
西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
研制了一台200 kV/200 kA脉冲源, 脉冲源由初级储能单元、水介质整形与传输单元、气体开关和负载组成。通过优化设计由2 Ω到1 Ω的水介质变阻抗线、高压气体主开关和陡化开关, 使得脉冲功率源在匹配负载下产生输出电压200 kV、电流200 kA、前沿40 ns、脉宽40 ns的高压脉冲。在此脉冲源平台上已开展了低阻抗1 Ω二极管发射特性研究, 并且将在高压气体开关、同步触发、二极管等离子体发射诊断等方面发挥作用。
200 kV/200 kA脉冲源 高压气开关 硬X射线源 200 kV/200 kA pulse source high pressure switch hard X-ray source 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015003
西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
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20 mm。完成了准直系统和电磁屏蔽系统的设计,增加了信噪比。
脉冲硬X射线 能注量 闪烁探测器 硅酸镥闪烁体 pulse hard X-ray fluence scintillation probe LSO scintillator 强激光与粒子束
2016, 28(1): 014006
1 清华大学 工程物理系, 北京 100084
2 西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
采用高纯石墨环状阴极和有机玻璃绝缘子,研制了一套低阻抗大面积二极管系统。使用理论计算和数值模拟方法对二极管进行优化设计,在保证绝缘要求的同时,尽量优化二极管轴向长度和内外筒距离以减小二极管的回路电感。实验结果表明,优化后的二极管能在200 kV左右的电压上稳定工作,绝缘结构未发生击穿现象; 实验中最高输出电压为213 kV,电流为221 kA,特性阻抗约为1 Ω,电流密度为8 kA/cm2,脉宽(FWHM)为50 ns。
低阻抗二极管 径向绝缘 电场分布 强流电子束 low impedance diode radial insulation electric field distribution intense electron beam 强激光与粒子束
2016, 28(1): 014005
