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北京核学会第十届(2014)核应用技术学术交流会

作者：李瑞宾陈伟王桂珍林东生齐超白小燕杨善潮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陕西西安 710024 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陕西西安 710024 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安 710049

采用瞬时辐射敏感开关可避免电子器件在瞬时电离辐射环境下发生闩锁而失效或损毁.性能较好的开关须满足灵敏度高、抗辐射、抗干扰、驱动能力强等要求.本文在RC延时电路的基础上设计了放电型和充电型两种辐射敏感开关,并通过瞬时电离辐... 详细信息

采用瞬时辐射敏感开关可避免电子器件在瞬时电离辐射环境下发生闩锁而失效或损毁.性能较好的开关须满足灵敏度高、抗辐射、抗干扰、驱动能力强等要求.本文在RC延时电路的基础上设计了放电型和充电型两种辐射敏感开关,并通过瞬时电离辐射实验对两种开关的敏感度、关断时间稳定度、抗干扰能力进行了测试.结果表明,放电型开关的关断时间稳定度和抗干扰能力不及充电型开关,且探测单元采用晶闸管较采用二极管或三极管综合性能好;充电型开关更适合用于多次脉冲辐射环境,但开关中的缓冲单元输入端不能含有静电保护电路,否则影响开关关断时间.

关键词：瞬时电离辐射敏感开关电路设计辐射效应数值分析

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“强光一号”二级Al丝阵实验研究

“强光一号”二级Al丝阵实验研究

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中国核学会2017年学术年会

作者：张金海邱爱慈王亮平李沫孙铁平吴撼宇丛培天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清华大学工程物理系

作为一种特殊的Z箍缩负载构型,二级丝阵主要由上层负载丝阵和下层反转型丝阵构成,其中负载丝阵的结构和丝数与普通丝阵类似,而反转型丝阵构型与普通丝阵相反,其在电流自磁场的作用下发生外爆,起到断路开关的作用,断路时间主要取决于铝... 详细信息

作为一种特殊的Z箍缩负载构型,二级丝阵主要由上层负载丝阵和下层反转型丝阵构成,其中负载丝阵的结构和丝数与普通丝阵类似,而反转型丝阵构型与普通丝阵相反,其在电流自磁场的作用下发生外爆,起到断路开关的作用,断路时间主要取决于铝丝参数。二级丝阵设计时满足:在装置的预脉冲阶段大部分电流通过反转型丝阵,少部分电流经过负载丝阵进行预处理,以使铝丝全部汽化,抑制核冕结构的产生。基于"强光一号"加速器(1.4 MA,约100ns),开展了二级Al丝阵的实验研究。实验中二级Al丝阵等长,均为20 mm,负载丝阵为8根15μm铝丝,反转型丝阵为2根15μm铝丝。实验结果表明,在装置的预脉冲及主电流开始的一段时间里,反转型丝阵首先发生消融并外爆,断路时间为45～50 ns;负载Al丝阵在电流开始阶段实现了完全汽化,丝核膨胀至1.7～1.8 mm,抑制了核冕结构的产生,同时在后续内爆阶段,降低了等离子体不稳定性的发展速度,减少了拖尾质量。

关键词： Z箍缩二级丝阵反转型丝阵汽化核冕结构

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西安脉冲堆中子价值计算与分析

西安脉冲堆中子价值计算与分析

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第九届全国新堆与研究堆学术报告会

作者：张良江新标陈立新杨宁张信西北核技术研究所陕西西安 710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安 710024

中子价值是反应堆中的重要参数,其物理意义是中子对反应堆功率的贡献大小.首先采用栅元程序WIMS,计算了西安脉冲堆各栅元的6群群常数,然后采用堆芯扩散程序CITATION,计算西安脉冲堆的中子价值分布.采用连续能量点的蒙特卡罗程序MCNP,对C... 详细信息

中子价值是反应堆中的重要参数,其物理意义是中子对反应堆功率的贡献大小.首先采用栅元程序WIMS,计算了西安脉冲堆各栅元的6群群常数,然后采用堆芯扩散程序CITATION,计算西安脉冲堆的中子价值分布.采用连续能量点的蒙特卡罗程序MCNP,对CITATI0N扩散计算的正确性进行了验证.分析了西安脉冲堆的中子价值随空间和能量的变化,以及中子价值对动态参数缓发中子有效份额和中子代时间的影响.结果表明:在燃料栅元中,中子价值随能量的增加而降低,在控制棒和水栅元中,中子价值随能量的增加而增加.缓发中子有效份额大于缓发中子份额的主要原因是燃料栅元中缓发中子的中子价值较瞬发中子的大.中子代时间小于瞬发中子寿命的主要原因是燃料栅元中的中子价值较其他栅元中的大.

关键词：脉冲堆中子价值缓发中子瞬发中子

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铀氢锆燃料辐照释氢行为对西安脉冲堆中子学特性的影响

铀氢锆燃料辐照释氢行为对西安脉冲堆中子学特性的影响

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中国核学会2021年学术年会

作者：王立鹏张信一姜夺玉胡田亮苏春磊袁建新孔令体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上海交通大学材料学院

随着西安脉冲堆服役时间增长,其铀氢锆燃料元件特性会发生改变,本文完成了铀氢锆燃料辐照释氢模型的建立,给出铀氢锆燃料辐照释氢定量分析结果,结合声子态密度的计算研究了氢化锆热中子散射特性的变化规律,建立了西安脉冲堆铀氢锆燃料... 详细信息

随着西安脉冲堆服役时间增长,其铀氢锆燃料元件特性会发生改变,本文完成了铀氢锆燃料辐照释氢模型的建立,给出铀氢锆燃料辐照释氢定量分析结果,结合声子态密度的计算研究了氢化锆热中子散射特性的变化规律,建立了西安脉冲堆铀氢锆燃料元件辐照释氢的中子物理计算模型,确定了铀氢锆燃料的辐照释氢对反应堆安全的影响。结果表明:西安脉冲堆全寿期内辐照释氢对中子学k的最大影响为-233.5 pcm,不会对XAPR的运行安全造成不利影响,同时Zr Hx不同声子态密度模型造成的k最大偏差有744pcm,需要根据不同材料状态选用合适的声子态密度模型,Zr Hx从H/Zr较高的ε相向H/Zr较低的δ相转换的过程会引起k的增加。

关键词：铀氢锆燃料辐照释氢西安脉冲堆热中子散射中子学计算

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含有峰化电容器的垂直极化EMP辐射波模拟器辐射场的初步模拟

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现代应用物理 2020年第3期11卷 42-49页

作者：朱湘琴吴伟陈志强贾伟强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 西北核技术研究所西安710024 西安交通大学电气绝缘与电力设备国家重点实验室西安710049

建立了含有多层薄膜结构的同轴型峰化电容器的垂直极化电磁脉冲辐射波模拟器的FDTD计算模型,用导通柱模型代替输出开关,模拟了开关导通后的放电过程,得到了辐射电场的时域波形,并与实验结果进行了对比。结果表明,模拟计算结果与实验结... 详细信息

建立了含有多层薄膜结构的同轴型峰化电容器的垂直极化电磁脉冲辐射波模拟器的FDTD计算模型,用导通柱模型代替输出开关,模拟了开关导通后的放电过程,得到了辐射电场的时域波形,并与实验结果进行了对比。结果表明,模拟计算结果与实验结果符合较好,证明了所用模型的可靠性和计算的准确性。在此基础上,计算了峰化电容器内芯长度及电极端面半锥角对模拟器辐射场的影响。结果表明:锥面天线中引入一体化设计的峰化电容器后,辐射场时域波形在达到峰值前后,均出现了预脉冲及高频振荡叠加,这与理想锥天线的辐射场时域波形明显不同;峰化电容器内芯长度的变化对模拟器辐射场的峰值影响不大,但对低频特性有一定的影响;峰化电容器电极端面半锥角与模拟器的半锥角相同时,可以获得快上升沿的辐射场。

关键词：电磁脉冲垂直极化辐射波模拟器同轴型峰化电容器

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电容式射频微机电系统开关的纳秒脉冲击穿及损伤特性

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现代应用物理 2019年第1期10卷 32-37页

作者：王科镜李南陈先龙应琪成永红孟国栋西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

设计并制备了典型电容式射频微机电系统(RF MEMS)开关结构,利用纳秒脉冲微间隙击穿的电气测试和光学诊断系统,对上、下电极间隙宽度在45~100μm的电容式RF MEMS开关的击穿及损伤特性进行了研究。结果表明:上、下电极间隙宽度为45~100μm... 详细信息

设计并制备了典型电容式射频微机电系统(RF MEMS)开关结构,利用纳秒脉冲微间隙击穿的电气测试和光学诊断系统,对上、下电极间隙宽度在45~100μm的电容式RF MEMS开关的击穿及损伤特性进行了研究。结果表明:上、下电极间隙宽度为45~100μm时,典型电容式RF MEMS开关击穿属于空气-氮化硅双层介质击穿,且随着间隙增大击穿电压变化不明显;击穿点主要集中在上电极悬浮铝桥上,Al桥形貌损伤十分严重,而其他部位损伤较小。

关键词：电容式RF MEMS开关结构纳秒脉冲微米间隙击穿损伤

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同轴薄膜电容器结构参数的优化设计

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现代应用物理 2019年第1期10卷 43-49页

作者：陈志强贾伟汤俊萍李俊娜郭帆陈维青汲胜昌西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 西北核技术研究所西安710024

分析了同轴薄膜电容器电参数和结构参数之间的关系,提出了以单层同轴薄膜电容器个数、两侧锥角和内芯外径等参数为变量,以实现各个单层同轴薄膜电容器薄膜介质厚度差异最小化为目标的设计方法。设计了一种耐受电压为1 MV,电容为200pF,... 详细信息

分析了同轴薄膜电容器电参数和结构参数之间的关系,提出了以单层同轴薄膜电容器个数、两侧锥角和内芯外径等参数为变量,以实现各个单层同轴薄膜电容器薄膜介质厚度差异最小化为目标的设计方法。设计了一种耐受电压为1 MV,电容为200pF,电容器长度不大于400mm,外径不大于300mm的同轴薄膜电容器。其中,单层同轴薄膜电容器为13个,两侧锥角为34°,内芯外径为140mm。最后通过模拟计算验证了上述优化设计方法的合理性。

关键词：同轴薄膜电容器结构参数绝缘设计优化设计设计变量

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传统核数据库与高能核数据库对ADS中MA核素嬗变物理参数的影响

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现代应用物理 2018年第3期9卷 21-26页

作者：郭和伟陈伟张信一江新标陈立新张良马腾跃王立鹏西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

建立了燃耗耦合计算方法,并用基准题对其进行了验证。利用传统核数据库和高能数据库计算了热功率为1 000MW的ADS堆芯在不同燃耗下的有效增殖因数k_(eff)、有外源的有效增殖因数k_(eff,s)、质子束流强度I_p、MA核素的嬗变率及嬗变支持比... 详细信息

建立了燃耗耦合计算方法,并用基准题对其进行了验证。利用传统核数据库和高能数据库计算了热功率为1 000MW的ADS堆芯在不同燃耗下的有效增殖因数k_(eff)、有外源的有效增殖因数k_(eff,s)、质子束流强度I_p、MA核素的嬗变率及嬗变支持比。结果表明:传统核数据库和高能核数据库下计算的k_(eff)间的最大偏差及k_(eff,s)间的最大偏差均约为1%;传统核数据库下,I_p每300d平均增加7mA,MA核素的嬗变率为29.9%,嬗变支持比为36.7,高能核数据库下对应的I_p为8mA,MA核素的嬗变率为30.5%,嬗变支持比为37.3。这说明高能核数据库对MA核素嬗变物理参数的影响与传统核数据库的影响基本相当。

关键词：次临界系统外中子源燃耗嬗变数据库

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宇航器件空间辐射效应地面模拟试验与评估标准规范体系

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现代应用物理 2020年第2期11卷 61-70页

作者：陈伟唐民郭晓强于庆奎罗尹虹梅博姚志斌丁李利李瑞宾王桂珍杨善潮王祖军马武英西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 中国空间技术研究院宇航物资保障事业部北京100029

宇航器件抗辐射性能主要依靠地面辐射模拟装置开展试验和评估,试验与评估标准规范是科学评价宇航器件抗辐射性能的重要依据。本文针对宇航器件空间辐射效应地面模拟试验的需求,分析了国内外宇航器件空间辐射效应地面模拟试验与评估标准... 详细信息

宇航器件抗辐射性能主要依靠地面辐射模拟装置开展试验和评估,试验与评估标准规范是科学评价宇航器件抗辐射性能的重要依据。本文针对宇航器件空间辐射效应地面模拟试验的需求,分析了国内外宇航器件空间辐射效应地面模拟试验与评估标准规范的发展现状,研究了器件发展给辐射效应试验方法带来的挑战,提出了满足空间抗辐射性能要求的宇航器件地面模拟试验与评估标准规范体系建设建议,对规范宇航器件抗辐射性能地面模拟试验方法具有参考价值。

关键词：宇航器件空间辐射效应试验与评估标准规范

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CMOS图像传感器西安200MeV质子应用装置H^(-)辐照效应实验研究

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现代应用物理 2021年第3期12卷 126-130,139页

作者：王祖军薛院院刘卧龙陈伟王迪焦仟丽贾同轩杨业王茂成王百川王忠明西北核技术研究所西安710024 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105

为评估互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)的辐照损伤效应,在西安200 MeV质子应用装置上,首次开展了65 nm工艺PPD CIS负氢离子(H^(-))辐照实验,在H^(-)能量为7 MeV,辐照注量分别为1×10^(11),5×10^(11),1×10^(12 ... 详细信息

为评估互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)的辐照损伤效应,在西安200 MeV质子应用装置上,首次开展了65 nm工艺PPD CIS负氢离子(H^(-))辐照实验,在H^(-)能量为7 MeV,辐照注量分别为1×10^(11),5×10^(11),1×10^(12 )cm^(-2)时,得到了H^(-)辐照诱发65 nm工艺PPD CIS性能退化的实验结果,分析了暗信号、暗信号不均匀性、暗信号尖峰及系统总增益等辐射敏感参数退化的实验规律和损伤机理。实验结果表明,H^(-)辐照后,PPD CIS的平均暗信号、DSNU和暗信号尖峰均随辐照注量增大而显著增大,系统总增益在H^(-)辐照后明显减小。辐照后经过168 h常温退火,暗信号分布曲线和光子转移曲线与退火前相比几乎没有变化。

关键词： CMOS图像传感器辐照效应位移损伤电离损伤损伤机理

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