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.
高功率离子束 中性化 漂移管 传输
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Child-langmuir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.
"闪光二号"加速器 高功率离子束 箍缩二极管 等离子体运动 聚焦流 饱和顺位流 FLASH Ⅱ accelerator High power ion beam Pinch diode Plasma motion Focused-flow Parapotential flow 强激光与粒子束
2005, 17(10): 1564
1 西安交通大学,电气工程学院,陕西,西安,710049
2 西北核技术研究所,陕西,西安,710024
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 偏压电荷收集器 电荷输运 High power ion beams Biased charge collector Charge propagation
1 西北核技术研究所,陕西西安,710024
2 西安交通大学 电气学院,陕西西安,710049
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 准单能脉冲γ射线 热-力学效应 强脉冲中子 状态方程 冲击波 表面改性 High power ion beam Quasi-monoenergetic pulsed γ-rays Thermal-mechanical effects Pulsed neutrons Equation of state Shock-wave Surface modification
1 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳,621900
2 北京大学 重离子物理研究所,北京,100871
3 电子科技大学 高能电子学研究所,四川 成都,610054
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.
脉冲高功率离子束 磁绝缘离子二极管 爆炸发射 胞中粒子模拟 High power pulsed ion beam Magnetically insulated ion diode Explosive emission Particle-in-cell simulation
