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2017中国国际矿业大会——煤层气(煤矿瓦斯)国际论坛

作者：张永民邱爱慈秦勇西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049 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 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008

煤层增透改造是煤层气高效开发和煤矿瓦斯治理面临的首要技术难题,利用可控冲击波增透煤层是一种安全有效的新型煤层增透技术,冲击波通过破裂、撕裂、弹性声波扰动等方式增加煤层透气性,这些方式重复加载对煤层的疲劳效应使得煤层裂隙... 详细信息

煤层增透改造是煤层气高效开发和煤矿瓦斯治理面临的首要技术难题,利用可控冲击波增透煤层是一种安全有效的新型煤层增透技术,冲击波通过破裂、撕裂、弹性声波扰动等方式增加煤层透气性,这些方式重复加载对煤层的疲劳效应使得煤层裂隙不断扩展、沟通和丰富,最终达到增透整个煤层的效果.本文介绍了一项将可控冲击波技术应用于松软煤层增透的工程实践.该实践中,通过在钻孔内使用筛管支护的方法解决了松软煤层钻孔垮塌对可控冲击波设备应用的限制,成功地在一个工作面的多个掘进孔和顺层孔中实施了冲击波增透作业.现场实践结果表明:可控冲击波增透技术显著提高了钻孔瓦斯抽采量,延长了钻孔瓦斯抽采周期,增加了瓦斯抽采总量及钻孔瓦斯抽采纯量,降低了区域煤层瓦斯含量和瓦斯压力,消除了瓦斯突出危险性.证实了可控冲击波技术在松软煤层改造及瓦斯抽采中的效益和有效性,并显示出地面煤层气井煤储层改造的可观前景.

关键词：瓦斯抽采松软煤层增透可控冲击波筛管支护

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中子单粒子效应研究现状及进展

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强激光与粒子束 2015年第11期27卷 4-10页

作者：杨善潮齐超刘岩郭晓强金晓明陈伟白小燕林东生王桂珍王晨辉李斌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

回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况,介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性;分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小,中子单粒子效应敏感... 详细信息

回顾了中子单粒子研究的国内外发展情况,介绍了近几年西北核技术研究所在西安脉冲堆开展的低能中子单粒子效应研究进展。比较了稳态与脉冲工况下中子单粒子效应的异同性;分析了含有SRAM结构器件随着特征尺寸的减小,中子单粒子效应敏感性加剧的物理机制。分析认为目前中子单粒子效应已成为小尺寸大规模互补金属氧化物半导体器件的主要中子效应表现;中子辐射效应研究中,除了位移损伤效应以外还必需重视由中子电离造成的中子单粒子效应。

关键词：中子辐照效应中子单粒子效应随机静态存储器低能中子

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电子束在相对论返波管振荡器收集极上的能量沉积

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强激光与粒子束 2015年第12期27卷 144-150页

作者：张良马腾跃杨宁胡攀宋玮梁玉钦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

在圆周对称的磁场作用下,环形电子束以一定角度轰击在圆柱面的相对论返波管振荡器(RBWO)收集极上并将能量沉积其中,采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子的能量沉积分布计算模型,研究了电子能量沉积分布规律;建立了背散射电子的运动模型,... 详细信息

在圆周对称的磁场作用下,环形电子束以一定角度轰击在圆柱面的相对论返波管振荡器(RBWO)收集极上并将能量沉积其中,采用蒙特卡罗程序FLUKA,建立了电子的能量沉积分布计算模型,研究了电子能量沉积分布规律;建立了背散射电子的运动模型,模拟了磁场作用下背散射电子的运动轨迹;研究了圆周对称径向磁场的近似方法。研究结果表明:随着磁场强度的增大,最大能量沉积密度增大,背散射电子在更靠近电子束入射区域的位置再次入射并沉积能量,且可能形成一个新的能量沉积峰值。在磁场强度较大时,采用单向的径向磁场即可较好地计算圆周对称径向磁场下背散射电子的能量沉积分布。

关键词：相对论返波管振荡器能量沉积 FLUKA 背散射电子圆周对称磁场

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架空线缆电磁脉冲响应的统计特性

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强激光与粒子束 2015年第7期27卷 150-155页

作者：毛从光孙东阳孙蓓云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

为考察电磁脉冲在系统端口产生的电磁应力,采用场线耦合模型,计算了电磁脉冲环境、架空线缆结构和大地等参数对线缆负载响应的影响。结果表明:入射角、方位角、极化角和入射脉冲峰值是影响负载响应电流的主要因素。由于入射脉冲峰值与... 详细信息

为考察电磁脉冲在系统端口产生的电磁应力,采用场线耦合模型,计算了电磁脉冲环境、架空线缆结构和大地等参数对线缆负载响应的影响。结果表明:入射角、方位角、极化角和入射脉冲峰值是影响负载响应电流的主要因素。由于入射脉冲峰值与负载响应电流呈严格的正比例关系,可不作为随机变量考虑。最后以电磁脉冲的入射角、方位角和极化角为随机变量,分别计算180种状态的线缆终端负载的响应电流峰值,电流峰值的统计结果符合正态分布。

关键词：电磁脉冲架空线缆场线耦合

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氧化物正电荷影响下半导体空间电势的近似解析解研究

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强激光与粒子束 2015年第8期27卷 261-266页

作者：白小燕陈伟林东生王桂珍刘岩金晓明杨善潮李瑞宾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

建立了半导体空间电势与界面氧化物正电荷之间联系的解析表达式。从一维情况下精确的泊松方程及其边界条件出发,对N(P)型硅半导体中的泊松方程作积累(耗尽)近似,根据德拜屏蔽效应对边界条件作截断近似,得到了氧化物正电荷影响下两种类... 详细信息

建立了半导体空间电势与界面氧化物正电荷之间联系的解析表达式。从一维情况下精确的泊松方程及其边界条件出发,对N(P)型硅半导体中的泊松方程作积累(耗尽)近似,根据德拜屏蔽效应对边界条件作截断近似,得到了氧化物正电荷影响下两种类型半导体内电势的近似解析解。另外,还进行了精确数值计算,并将它与近似解析解的结果进行比较,结果表明,当氧化物正电荷增加到使P型半导体发生强反型后,近似解不再成立。根据强反型的条件,给出了P型半导体中近似解的适用范围。

关键词：电离总剂量氧化物正电荷空间电势泊松方程

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两种Z箍缩X射线总能量测量技术对比

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光谱学与光谱分析 2015年第3期35卷 829-833页

作者：李沫王亮平盛亮卢毅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陕西西安710024

薄膜量热计和闪烁探测系统是国内常用于Z箍缩辐射总能量测量的两种诊断手段。两种方法基于完全不同的诊断原理,通过对比其诊断结果可以提高Z箍缩X射线总能量测量的精度,加深对Z箍缩的理解。采用上述两种诊断装置对"强光一号"... 详细信息

薄膜量热计和闪烁探测系统是国内常用于Z箍缩辐射总能量测量的两种诊断手段。两种方法基于完全不同的诊断原理,通过对比其诊断结果可以提高Z箍缩X射线总能量测量的精度,加深对Z箍缩的理解。采用上述两种诊断装置对"强光一号"加速器Z箍缩实验中多种材料和构型的负载辐射总能量进行了测量。结果表明,对于Al丝阵负载,无论是单排还是双排平面丝阵,随着负载参数的变化,两种手段总能量测量结果均发生改变且呈正比,二者符合较好;但对于镀膜W丝阵两种方法的诊断结果差异较为明显,随着丝间距的增大,量热计测量结果明显减小,但闪烁探测系统的测量结果却变化较小,二者不再呈比例关系。通过模拟计算对产生上述现象的原因进行了分析,可以得出如下结论:(1)闪烁探测系统对低能光子响应较高,且响应能谱范围较量热计宽,因此所有的总能量测量结果比量热计测量结果略大;(2)Al丝阵等离子体辐射能谱分布范围较宽,主要辐射能段处于两种测量手段响应都比较平坦的区间内,因此两种手段测量结果符合较好;(3)W丝阵辐射主要集中在1 keV以下的软X射线能段,处于镍薄膜全吸收范围内,因此量热计测量结果应该是比较准确的;(4)对于闪烁探测系统测量结果对镀膜W丝阵负载参数不敏感的现象,一种可能的解释是:随着W丝阵丝间距增大,等离子体滞止时刻的温度减低,导致能谱软化,但辐射谱型向闪烁体灵敏度较高的方向移动。因此虽然总能量降低了,但闪烁探测系统的测量结果变化却不大;(5)辐射中电子的影响同样不可忽视。

关键词：薄膜量热计闪烁探测系统总能量测量 Z 箍缩等离子体

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电极结构对触发管型开关击穿特性的影响

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强激光与粒子束 2015年第6期27卷 262-266页

作者：党腾飞尹佳辉孙凤举王志国姜晓峰曾江涛魏浩邱爱慈西北核技术研究所强辐射脉冲环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

基于600kV触发管型SF6气体开关,设计了三种具有典型电场分布的电极结构,计算分析了各个场分布特点,在-600kV/400ns脉冲电压下对不同电极结构进行了击穿特性实验,分析了场分布对开关击穿特性的影响。实验结果表明:三种结构中平头形电极... 详细信息

基于600kV触发管型SF6气体开关,设计了三种具有典型电场分布的电极结构,计算分析了各个场分布特点,在-600kV/400ns脉冲电压下对不同电极结构进行了击穿特性实验,分析了场分布对开关击穿特性的影响。实验结果表明:三种结构中平头形电极触发击穿模式与其欠压比相关,触发抖动较小;球头形电极自击穿电压抖动最小,能够稳定工作于长时间触发击穿模式;锥头形电极击穿模式较不稳定,可能与其两个间隙击穿特性较相近有关。

关键词：触发管气体开关电极结构击穿特性

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基区表面势对栅控横向PNP晶体管中子位移损伤的影响

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强激光与粒子束 2015年第11期27卷 171-176页

作者：王晨辉陈伟刘岩李斌杨善潮金晓明白小燕齐超林东生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

通过在常规横向PNP晶体管基区表面氧化层上淀积栅电极,制作了可以利用栅极偏置调制基区表面势的栅控横向PNP晶体管。对无栅极偏置电压和偏置电压分别为-10V和10V的栅控横向PNP晶体管,在西安脉冲反应堆上开展注量为2×1012,4×10... 详细信息

通过在常规横向PNP晶体管基区表面氧化层上淀积栅电极,制作了可以利用栅极偏置调制基区表面势的栅控横向PNP晶体管。对无栅极偏置电压和偏置电压分别为-10V和10V的栅控横向PNP晶体管,在西安脉冲反应堆上开展注量为2×1012,4×1012,6×1012,8×1012,1×1013 cm-2的中子辐照实验,研究基区表面势的增加和降低对栅控横向PNP晶体管中子位移损伤退化特性的影响。研究结果表明,基区表面势的增加引起栅控横向PNP晶体管共射极电流增益倒数的变化量随辐照中子注量的退化速率增加,基区表面势的降低对位移损伤退化速率无明显影响。

关键词：基区表面势栅控横向PNP晶体管中子位移损伤

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兼具触发功能和波形测量的闪烁探测系统

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现代应用物理 2016年第4期7卷 77-81页

作者：刘君红宋朝晖谭新建李刚张侃卢毅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

利用无源低通滤波和无源衰减器技术,研制了一种兼具触发功能和波形测量的闪烁探测系统。该系统有效避免了宇宙射线及暗噪声对探测系统触发功能的影响,克服了由于阻抗失配造成的时域反射对探测器波形测量带来的干扰,解决了脉冲辐射场波... 详细信息

利用无源低通滤波和无源衰减器技术,研制了一种兼具触发功能和波形测量的闪烁探测系统。该系统有效避免了宇宙射线及暗噪声对探测系统触发功能的影响,克服了由于阻抗失配造成的时域反射对探测器波形测量带来的干扰,解决了脉冲辐射场波形测量中单套闪烁探测系统无法同时实现触发和脉冲波形无畸变测量的技术难题。实验结果表明,该系统既能确保触发功能的可靠性,又能实现脉冲波形测量的准确性,有效提高了系统效能。同时,利用该系统对宇宙射线的响应特征,可实现对系统工作状态的实时监测。

关键词：闪烁探测系统触发功能波形测量信号衰减器低通滤波器

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用于有界波模拟装置的高功率窄脉冲源研制

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太赫兹科学与电子信息学报 2016年第6期14卷 -页

作者：谢霖燊贾伟郭帆陈维青张国伟王海洋何小平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

为满足有界波模拟装置指标需求,研制了一台高功率窄脉冲源。利用Marx发生器并联充电、串联放电的原理,该脉冲源可实现百千伏的脉冲高压输出,其最终输出电压幅值100 k V,上升时间1.8 ns,脉冲半宽40 ns,满足模拟装置指标要求。该脉冲源结... 详细信息

为满足有界波模拟装置指标需求,研制了一台高功率窄脉冲源。利用Marx发生器并联充电、串联放电的原理,该脉冲源可实现百千伏的脉冲高压输出,其最终输出电压幅值100 k V,上升时间1.8 ns,脉冲半宽40 ns,满足模拟装置指标要求。该脉冲源结构紧凑,直径18 cm,长度97 cm,可用于在室内开展高空核电磁脉冲对待考核系统所产生的破坏效应和加固技术研究工作。

关键词：有界波模拟器脉冲源核电磁脉冲

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