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猝发多脉冲感应腔磁芯直流复位系统研制
1
作者 吕璐 黄子平 +4 位作者 叶毅 李铭玮 陈楠 高峰 陈思富 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期98-103,共6页
对多组磁芯进行并联复位时,磁芯各次励磁工作点不一致,会导致装置运行状态不够稳定。将原高功率猝发多脉冲直线感应加速器感应腔磁芯脉冲并联复位系统改造为直流复位系统,该直流复位系统利用继电器对每个感应腔的复位电路进行单独控制,... 对多组磁芯进行并联复位时,磁芯各次励磁工作点不一致,会导致装置运行状态不够稳定。将原高功率猝发多脉冲直线感应加速器感应腔磁芯脉冲并联复位系统改造为直流复位系统,该直流复位系统利用继电器对每个感应腔的复位电路进行单独控制,在使用可以周期性重复输出的恒流源的条件下,实现了对多组磁芯一对一的直流复位,解决了脉冲并联复位引起的磁芯各次励磁工作点不一致的问题。工程实施中,系统通过两套恒流源与8套切换控制箱协同工作对94组感应加速腔磁芯进行复位,显著降低了系统复杂度与维护成本。实际应用验证表明,改进后加速器的多脉冲稳定性显著提升,加速器束心位置抖动由1.3 mm降至1 mm以下。介绍了猝发多脉冲感应腔磁芯直流复位系统的工程设计思路、关键器件以及最终的工程布局和运行效果。 展开更多
关键词 直线感应加速器 磁芯 直流复位系统 切换控制箱 运行稳定性
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纳秒脉冲下去离子水中固体绝缘材料沿面闪络特性
2
作者 陆庆珩 陈林 +6 位作者 李逢 蒋吉昊 王杰 赵越 韩文辉 卫兵 黄子平 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期118-126,共9页
作为高功率脉冲装置中脉冲形成线或传输线(PFL/PTL)的常用绝缘介质,去离子水具有高介电常数、高击穿强度、良好自愈性以及低成本等优势,然而其中用于支撑内筒及实现前后端不同绝缘介质物理隔离的固体绝缘隔板往往是PFL/PTL绝缘的薄弱环... 作为高功率脉冲装置中脉冲形成线或传输线(PFL/PTL)的常用绝缘介质,去离子水具有高介电常数、高击穿强度、良好自愈性以及低成本等优势,然而其中用于支撑内筒及实现前后端不同绝缘介质物理隔离的固体绝缘隔板往往是PFL/PTL绝缘的薄弱环节。为了评估典型固体绝缘材料在去离子水中的高压绝缘性能,利用工作电压最高约900 kV、脉冲上升时间约100 ns的高压绝缘实验平台,对MC尼龙、有机玻璃、交联聚苯乙烯以及高密度聚乙烯等四种典型固体绝缘材料在去离子水中的沿面闪络特性进行了研究。实验采用圆形平板电极和圆柱形样品,获得了样品材料、厚度、电压作用时间以及表面粗糙度等因素对闪络电压和场强的影响。当样品厚度从0.5 cm增加至2 cm时,闪络电压线性增加,闪络场强指数减小;不同材料的闪络电压和场强排序为:MC尼龙≥有机玻璃>交联聚苯乙烯>高密度聚乙烯;随着电压作用时间缩短,闪络电压逐渐增加,电压作用时间在100 ns以内时,闪络电压基本保持稳定;当固体材料表面粗糙度从1.6μm增加至12.5μm时,闪络场强无明显变化。综合考虑闪络场强数据和抗冲击能力特性等因素,认为MC尼龙的综合性能相对最佳。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 纳秒脉冲 沿面闪络 液体介质 去离子水
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高重复频率传输线结构冲击磁铁仿真分析
3
作者 王东兴 韩波 +2 位作者 武万锋 黄毛毛 朱燕燕 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期94-101,共8页
深圳中能高重复频率X射线自由电子激光(S3FEL)需要MHz的高重复频率高稳定性冲击磁铁(Kicker)系统,传输线结构冲击磁铁系统是实现高重复频率的有效途径。但传输线结构冲击磁铁的波形稳定性不足限制了该类型冲击磁铁在大型粒子加速器中的... 深圳中能高重复频率X射线自由电子激光(S3FEL)需要MHz的高重复频率高稳定性冲击磁铁(Kicker)系统,传输线结构冲击磁铁系统是实现高重复频率的有效途径。但传输线结构冲击磁铁的波形稳定性不足限制了该类型冲击磁铁在大型粒子加速器中的应用。为改善上述不足,基于传输线结构冲击磁铁的输入波形和电路结构参数开展了研究,利用傅里叶分析等数学工具分析了影响冲击磁铁工作波形稳定性的主要因素,揭示了冲击磁铁理想波形的谐波次数与传输线结构冲击磁铁截止频率之间的关系。在此基础上,提出一种减小冲击磁铁实际波形与理想波形偏差的方法。该方法通过调整冲击磁铁输入波形参数或者传输线结构冲击磁铁截止频率,在一定范围内可以获得冲击磁铁理想的工作波形。为验证上述关系,用电路仿真软件对冲击磁铁不同工作波形和不同电路参数进行了仿真。仿真结果证实了上述关系且验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 传输线结构 冲击磁铁 高重复频率 傅里叶级数 截止频率
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PTS装置分层真空轴向绝缘堆设计 被引量：18
4
作者 王勐 关永超 +6 位作者 宋盛义 夏明鹤 计策 刘其能 邹文康 杨尊 谢卫平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期777-781,共5页
对PTS装置分层真空轴向绝缘堆的设计和分析方法进行了研究。利用全电路模拟方法得到了绝缘堆各层的电压波形。利用静电场数值模拟方法,对每层堆中的绝缘环、电极环、均压环、场调整环以及两端接口部分的形状都进行了设计和优化。2维和3... 对PTS装置分层真空轴向绝缘堆的设计和分析方法进行了研究。利用全电路模拟方法得到了绝缘堆各层的电压波形。利用静电场数值模拟方法,对每层堆中的绝缘环、电极环、均压环、场调整环以及两端接口部分的形状都进行了设计和优化。2维和3维静电场模拟结果表明,绝缘堆的设计能够满足静电场设计要求。采用2维PIC程序初步计算了绝缘堆金属均压环真空侧电子发射对电压分配不均压度的影响,计算结果表明,真空侧的电子发射会较大地影响绝缘堆电压分配的均匀度,进而对绝缘堆的全堆闪络概率造成较大的影响。 展开更多
关键词 真空轴向绝缘堆 全电路模拟 静电场数值模拟 粒子模拟
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含磁芯线圈动态电感计算 被引量：14
5
作者 黄子平 秦玲 +1 位作者 张良 荆晓兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期125-128,共4页
从电感的基本定义出发,推导了一个新的递推公式,可准确地对含磁芯线圈动态电感进行数值计算,并在纯电感、含有5匝磁芯线圈和含有17块铁氧体大环磁芯的感应腔在双脉冲励磁情况下分别计算了动态电感量,验证了该方法的可行性。通过电感值... 从电感的基本定义出发,推导了一个新的递推公式,可准确地对含磁芯线圈动态电感进行数值计算,并在纯电感、含有5匝磁芯线圈和含有17块铁氧体大环磁芯的感应腔在双脉冲励磁情况下分别计算了动态电感量,验证了该方法的可行性。通过电感值可反推出磁芯在各种情况下磁导率的变化曲线,从而确定磁芯的磁特性及其适用范围。 展开更多
关键词 磁芯 磁导率 动态电感 交变励磁 脉冲励磁
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MOSFET调制器的实验研究 被引量：11
6
作者 王相綦 何宁 +1 位作者 冯德仁 李一丁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1569-1572,共4页
介绍了MOSFET调制器的基本原理,并对其并联分流和感应叠加两种开关结构进行了实验研究。基于可编辑逻辑器件设计了其触发电路,驱动电路采用高速MOSFET对管组成的推挽输出形式,加快了MOSFET的开关速度。利用Pspice软件对开关上有无剩余... 介绍了MOSFET调制器的基本原理,并对其并联分流和感应叠加两种开关结构进行了实验研究。基于可编辑逻辑器件设计了其触发电路,驱动电路采用高速MOSFET对管组成的推挽输出形式,加快了MOSFET的开关速度。利用Pspice软件对开关上有无剩余电流电路(RCD)两种情况进行仿真,结果表明,加装RCD电路可以有效吸收MOSFET在关断瞬间产生的反峰电压。实验中,电流波形用Pearson线圈测量,用3个MOSFET并联作开关,当电容充电电压为450 V,负载为30Ω时,脉冲电流13 A,前沿20 ns,平顶约80ns;用3个单元调制器感应叠加,当电容充电电压为450 A,负载为30Ω时,脉冲电流强度为40 A,前沿25 ns,平顶约70 ns。 展开更多
关键词 MOSFET 调制器 复杂可编程逻辑器件 感应叠加 剩余电流
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光阴极RF腔注入器 被引量：9
7
作者 李正红 胡克松 +6 位作者 黎明 杨茂荣 钱民权 刘志强 都兴绍 潘清 邓仁培 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期366-370,共5页
光阴极 RF腔注入器是一种强流、窄脉冲 ( ps量级 )、低发射度的电子束源。给出了 CAEP光阴极 RF腔注入器的结构和实验结果 ,结构主要包括驱动激光器、Cs2 Te阴极制备室、2 .5个 RF腔、高功率微波源和测量仪器等 ,其中驱动激光器的参数... 光阴极 RF腔注入器是一种强流、窄脉冲 ( ps量级 )、低发射度的电子束源。给出了 CAEP光阴极 RF腔注入器的结构和实验结果 ,结构主要包括驱动激光器、Cs2 Te阴极制备室、2 .5个 RF腔、高功率微波源和测量仪器等 ,其中驱动激光器的参数是影响注入器电子束质量的重要因素 ;该光阴极 RF腔注入器可稳定输出能量 2 Me V、流强 70 A、发射度约 4 mm·mrad的高亮度电子束流。 展开更多
关键词 光阴极 RF加速腔 RF腔注入器 加速器
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强流电子枪电子光学性能的研究 被引量：9
8
作者 殷学军 夏佳文 +5 位作者 刘振灏 杨建成 武军霞 刘伟 夏国兴 刘勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期246-250,共5页
　利用SLAC 226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中,网格... 　利用SLAC 226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究。计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成。在该程序中,网格的划分采用正方形网格;解泊松方程采用半迭代切比雪夫法;解轨迹方程采用四阶龙格 库塔法。经过对轴上电位的优化计算,得到了轴上电场的分布,电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果,并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析。计算发现,电子初始角和初始能量(对束流的)聚焦性能影响很小,二极管间距d=58.5mm时对束流聚焦最有利。 展开更多
关键词 强流电子枪 电子加速器 电子光学性能 大功率电子加速器
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基于MOSFET亚微秒固态调制器技术的试验研究 被引量：8
9
作者 王相綦 冯德仁 +4 位作者 何宁 郝浩 徐玉存 赵枫 尚雷 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期99-103,共5页
报道了以高速MOSFET作开关进行的亚微秒强流刚管调制器技术的相关试验研究．试验中以电容作储能器件，感应叠加方式作为输出，并采用特殊的几何形状屏蔽结构，成功调试出了平顶为70ns、上升与下降沿20ns、重复频率20-24kHz可调变、输出... 报道了以高速MOSFET作开关进行的亚微秒强流刚管调制器技术的相关试验研究．试验中以电容作储能器件，感应叠加方式作为输出，并采用特殊的几何形状屏蔽结构，成功调试出了平顶为70ns、上升与下降沿20ns、重复频率20-24kHz可调变、输出最大脉冲电流40A的小型固态刚管调制器试验装置． 展开更多
关键词 固态调制器 梯形波 感应叠加 屏蔽结构
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混合模式直线型变压器驱动源模块 被引量：8
10
作者 王勐 周良骥 +3 位作者 邹文康 谢卫平 杨尊 陈林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1239-1243,共5页
在对Marx发生器和直线型变压器驱动源(LTD)电路拓扑结构及等效参数进行分析对比的基础上,结合两种电路拓扑结构的技术特点,提出了基于Marx基本回路的混合模式LTD模块构想。在混合模式LTD模块中,每个基本回路是一个多级的Marx发生器回路... 在对Marx发生器和直线型变压器驱动源(LTD)电路拓扑结构及等效参数进行分析对比的基础上,结合两种电路拓扑结构的技术特点,提出了基于Marx基本回路的混合模式LTD模块构想。在混合模式LTD模块中,每个基本回路是一个多级的Marx发生器回路,回路中只有前一级或几级开关需要外部触发,而后级开关工作在自击穿模式。计算分析表明:混合模式LTD模块设计可以有效降低LTD系统对多路同步触发的要求;独立回路式结构可提高整个混合模式LTD模块的可维护性;回路间耦合触发的方式可提高整个混合模式LTD的工作可靠性。最后,还探讨了回路内阻、磁芯损耗及Marx发生器回路中后级自击穿开关抖动对混合模式LTD模块参数设计的影响。 展开更多
关键词 电路拓扑结构 混合模式LTD模块 Marx发生器回路 可行性分析
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用于质子直线加速器的强流电子回旋共振离子源 被引量：8
11
作者 崔保群 李立强 +2 位作者 包轶文 蒋渭生 王荣文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第6期486-489,共4页
研制了一台用于加速器驱动次临界系统 (ADS)的强流电子回旋共振离子源。在 30keV能量下 ,引出的氢离子最大束流达到 1 0 0mA ,质子比好于 85 % ,引出束流密度最高可达 34 0mA/cm2 。初步测定的发射度约为 0 1 1πmm·mrad。已通过... 研制了一台用于加速器驱动次临界系统 (ADS)的强流电子回旋共振离子源。在 30keV能量下 ,引出的氢离子最大束流达到 1 0 0mA ,质子比好于 85 % ,引出束流密度最高可达 34 0mA/cm2 。初步测定的发射度约为 0 1 1πmm·mrad。已通过了 1 0 0h的连续运行考验。 展开更多
关键词 质子直线加速器 电子回旋共振离子源 加速器驱动次临界系统 质子比 发射率
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双脉冲电子束源实验研究 被引量：8
12
作者 夏连胜 章林文 +3 位作者 黄子平 高峰 石金水 邓建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期943-946,共4页
　利用现有2MeV直线感应注入器,通过改造,将其次级功率源和8个感应腔分成2组,使之交替工作,建立了一台双脉冲电子束源。二极管电压脉冲幅度达到1MeV,电子束脉冲持续时间为120ns,脉冲间隔可以根据需要在100～500ns间进行调节。实验结果表... 　利用现有2MeV直线感应注入器,通过改造,将其次级功率源和8个感应腔分成2组,使之交替工作,建立了一台双脉冲电子束源。二极管电压脉冲幅度达到1MeV,电子束脉冲持续时间为120ns,脉冲间隔可以根据需要在100～500ns间进行调节。实验结果表明:该双脉冲电子束源可以产生双脉冲电子束,其电压幅度差值小于2%,束流可达3kA,并且工作稳定,利用该装置可以进行多脉冲二极管物理和天鹅绒多脉冲发射特性实验研究。 展开更多
关键词 双脉冲电子束源 真空二极管 天鹅绒阴极
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高电荷态ECR离子源 被引量：6
13
作者 赵红卫 刘占稳 +5 位作者 张汶 张雪珍 袁平 郭晓虹 张子民 王义芳 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期282-288,共7页
综述了中国科学院近代物理研究所近几年来高电荷态ECR离子源的最新进展。
关键词 ECR离子源 高电荷态 束流强度 微波加热 磁镜场
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新的高能注量电子束二极管系统 被引量：5
14
作者 邱爱慈 张永民 +10 位作者 罗志宏 郑建伟 彭建昌 盖同阳 黄建军 汤俊萍 任书庆 邵浩 陈维清 李鹏 杨莉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期377-381,共5页
　为"闪光二号"加速器研制了新的二极管系统,其电子束能注量比原二极管系统大3倍多。该系统由带滑闪开关的二极管、漂移管、脉冲磁场和真空靶室等部分组成,通过减小阴极直径、增大轴向磁场强度和磁透镜比,调节滑闪开关距离和... 　为"闪光二号"加速器研制了新的二极管系统,其电子束能注量比原二极管系统大3倍多。该系统由带滑闪开关的二极管、漂移管、脉冲磁场和真空靶室等部分组成,通过减小阴极直径、增大轴向磁场强度和磁透镜比,调节滑闪开关距离和预脉冲开关气压等技术措施,使二极管具有高能注量电子束输出的稳定工作状态,在Marx发生器充电电压70kV条件下,在距阴极22cm的靶上获得了总能量21.5kJ、束斑直径52mm和能注量1.01kJ/cm2的电子束输出。 展开更多
关键词 “闪光二号”加速器 高能注量电子束 二极管系统 脉冲电子束二极管 预脉冲
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氧负离子潘宁源的实验研究 被引量：4
15
作者 于金祥 闫继锋 +2 位作者 宋执中 任晓堂 王忠义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期248-251,共4页
文章涉及用袖珍永磁潘宁源产生毫安级氧负离子束的实验研究。给出了磁场、不同阴极材料及源的离子发射孔对引出氧负离子束的影响。目前,该类型离子源已成功地用于正负氧离子同时加速的1MVISR RFQ加速器上。
关键词 实验研究 氧负离子 RFQ加速器 负离子束 阴极材料 同时加速 负氧离子 离子源 ISR
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强流脉冲离子束发射度的测量 被引量：6
16
作者 明建川 袁忠喜 +6 位作者 彭士香 宋执中 于金祥 郭之虞 宋翔翔 邹宇斌 朱昆 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期105-107,共3页
介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,并对测量计算软件进行了介绍。利用该发射度仪对北京大学重离子物理研究所电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源引出的强流脉... 介绍了一台基于多缝单丝法的强流离子束发射度仪,讨论了发射度仪硬件的系统构成和设计要点,并对测量计算软件进行了介绍。利用该发射度仪对北京大学重离子物理研究所电子回旋共振(Electron cyclotron resonance,ECR)离子源引出的强流脉冲质子束的发射度进行了测量,并对测量数据进行了分析。 展开更多
关键词 强流 离子束 发射度 缝丝法
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基于MOSFET的6×10单元快速固态调制器 被引量：6
17
作者 徐玉存 王相綦 +5 位作者 冯德仁 郝浩 何宁 尚雷 赵枫 李为民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1043-1047,共5页
利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲,采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构,包括快速时钟信号产... 利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲,采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构,包括快速时钟信号产生、功率驱动电路设计、感应叠加式阵列结构。样机获得了底宽为100 ns、重复频率20 kHz、峰值电流60 A、峰值电压2 kV的功率脉冲。 展开更多
关键词 固态调制器 现场可编程门阵列 功率驱动 感应叠加
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直线感应加速器组元的双脉冲改造 被引量：8
18
作者 黄子平 邓建军 +1 位作者 王华岑 李欣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1029-1032,共4页
　对用于单脉冲直线感应加速器的加速组元进行了双脉冲改造的初步尝试:利用传输线延时获得了双脉冲馈入;用铁氧体作为磁芯材料,在感应腔上得到了双脉冲腔压波形。结果表明,现有组元功率系统经过简单的改造,可以获得两个甚至多个脉冲输出... 　对用于单脉冲直线感应加速器的加速组元进行了双脉冲改造的初步尝试:利用传输线延时获得了双脉冲馈入;用铁氧体作为磁芯材料,在感应腔上得到了双脉冲腔压波形。结果表明,现有组元功率系统经过简单的改造,可以获得两个甚至多个脉冲输出;在伏秒值允许的范围内,铁氧体磁芯的感应腔可以感应出双脉冲波形。为以后多脉冲直线感应加速器的改造和设计提供了一个方向,也提出了一些有待解决的问题。 展开更多
关键词 直线感应加速器(LIA) 双脉冲 铁氧体
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平行面多金属钨丝Z箍缩实验研究 被引量：4
19
作者 黄显宾 林理彬 +7 位作者 杨礼兵 邓建军 顾元朝 叶式灿 岳正谱 周少彤 李丰平 张思群 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期793-796,共4页
利用“阳”加速器对平行面多金属钨丝(直径17μm,丝间距1mm,丝数3根或5根)负载进行了Z箍缩聚爆实验研究。在峰值为350kA,上升沿约80ns的电流作用下,使用针孔成像技术和X射线诊断技术,获得多钨丝等离子体融合图像及相应的软X射线辐射... 利用“阳”加速器对平行面多金属钨丝(直径17μm,丝间距1mm,丝数3根或5根)负载进行了Z箍缩聚爆实验研究。在峰值为350kA,上升沿约80ns的电流作用下,使用针孔成像技术和X射线诊断技术,获得多钨丝等离子体融合图像及相应的软X射线辐射信号。对金属丝聚爆过程中负载电流变化对实验影响进行了分析,并探讨了引起聚爆过程中的等离子体柱腊肠型不稳定性、扭曲型不稳定性和“热点”及其周围弥散斑等现象的原因。 展开更多
关键词 钨丝 Z箍缩 等离子体 热点 软X射线
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用于高平均功率FEL的DC-SC光阴极注入器 被引量：4
20
作者 郝建奎 全胜文 +1 位作者 向蓉 朱凤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期456-458,共3页
为获得用于高平均功率自由电子激光 (FEL)的高平均流强电子束 ,设计了一种新型的 DC- SC光阴极注入器 ,并对其进行了优化设计和束流动力学研究。该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/ 2超导腔和同轴功率耦合系统组成 ,可以提供高品质、C... 为获得用于高平均功率自由电子激光 (FEL)的高平均流强电子束 ,设计了一种新型的 DC- SC光阴极注入器 ,并对其进行了优化设计和束流动力学研究。该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/ 2超导腔和同轴功率耦合系统组成 ,可以提供高品质、CW模式或高占空比的电子束。模拟和优化结果表明 DC- SC光阴极注入器完全可以用于高平均功率自由电子激光。 展开更多
关键词 高平均功率 FEL DC-SC光阴极注入器 超导腔 自由电子激光 优化设计 直流枪 加速器
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