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2018年全国高电压与放电等离子体学术会议

作者：降宏瑜丛培天孙凤举王志国姜晓峰黄涛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

目前国际上提出的多种数十MA的快Z箍缩直线变压器驱动源(Fast Linear Transformer Driver, FLTD)概念设计均需要数万至十几万只高功率气体开关按时序精确触发,所需电脉冲触发电压大于100kV,触发系统庞大复杂,可靠性低。

关键词：多间隙气体开关低触发阈值电压分配电阻电容网络

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IVA型脉冲X射线源技术研究进展

IVA型脉冲X射线源技术研究进展

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2018年全国高电压与放电等离子体学术会议

作者：丛培天黑东炜邱爱慈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

基于感应电压叠加器( IVA)的脉冲X射线源具有结构紧凑、绝缘安全、波形可调和X射线亮度高的优点，是国际上竞相发展的先进辐射源。本文阐述了感应电压叠加型X射线源的原理及主要用途;介绍了西北核技术研究所在IVA型脉冲X射线源关键技术... 详细信息

基于感应电压叠加器( IVA)的脉冲X射线源具有结构紧凑、绝缘安全、波形可调和X射线亮度高的优点，是国际上竞相发展的先进辐射源。本文阐述了感应电压叠加型X射线源的原理及主要用途;介绍了西北核技术研究所在IVA型脉冲X射线源关键技术方面的研究进展，包括：低抖动Marx发生器、高功率闭合开关、MV级感应腔、脉冲传输线和阳极杆箍缩型二极管(RPD)等;简要说明了国内首台IVA型X射线源"剑光一号"的系统组成和技术性能，以及新建4MV电压的IVA装置基本情况;最后论述了IVA型脉冲X射线源技术动向与发展趋势。

关键词：感应电压叠加器(IVA) 脉冲X射线低抖动开关

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闪光X射线衍射成像系统设计及实验方法

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光子学报 2017年第12期46卷 78-82页

作者：唐波黑东炜马戈盛亮魏福利夏惊涛罗剑辉周海生清华大学工程物理系北京100084 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

为实现材料在冲击加载下微观动力学响应测量,基于小型闪光X射线源开展衍射成像系统设计.利用直流X光机及高纯锗探测器实现系统衍射光路的精确调节,克服了闪光X射线瞬时强度高及连续辐射本底强导致的衍射角度确定困难,并采用Scandiflash... 详细信息

为实现材料在冲击加载下微观动力学响应测量,基于小型闪光X射线源开展衍射成像系统设计.利用直流X光机及高纯锗探测器实现系统衍射光路的精确调节,克服了闪光X射线瞬时强度高及连续辐射本底强导致的衍射角度确定困难,并采用Scandiflash AB公司TD-450S和成像板建立了衍射成像系统.应用该系统在冲击加载实验中获得了LiF单晶单脉冲的Mo-Kα线静态及动态衍射图像.该闪光X射线衍射系统时间分辨率可达25ns,为冲击压缩实验中材料瞬时结构变化测量提供了新的实验方法.

关键词： X射线衍射闪光X射线冲击压缩实验 LiF单晶微观响应

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纳米器件空间辐射效应机理和模拟试验技术研究进展

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科学通报 2018年第13期63卷 1211-1222页

作者：陈伟刘杰马晓华郭刚赵元富郭晓强罗尹虹姚志斌丁李利王晨辉陈荣梅何宝平赵雯张凤祁马武英翟鹏飞王祖军刘天奇郭红霞刘建德杨海亮胡培培丛培天李宗臻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 中国科学院近代物理研究所兰州730000 西安电子科技大学微电子学院西安710126 中国原子能研究院抗辐照应用技术创新中心北京102413 北京微电子技术研究所北京100076 清华大学工程物理系北京100084

电子器件空间辐射效应是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素之一,一直是国际上抗辐射加固技术领域研究的热点和难点.高可靠、高集成度、高性能、低功耗、低成本是未来新一代先进电子系统发展的必然要求,采用更高性能的抗辐射加固纳... 详细信息

电子器件空间辐射效应是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素之一,一直是国际上抗辐射加固技术领域研究的热点和难点.高可靠、高集成度、高性能、低功耗、低成本是未来新一代先进电子系统发展的必然要求,采用更高性能的抗辐射加固纳米器件是必然的趋势.本文在深入调研国内外研究现状的基础上,分析了纳米器件辐射效应面临的新问题.纳米工艺存在着很多不同于大尺寸工艺的特点,沟道长度缩小到十几个纳米,栅氧化层等效厚度小于1 nm.在工艺上引入了纵向逆掺杂阱或横向晕环掺杂技术,以降低栅极诱导漏极漏电效应;在材料上引入了多元半导体材料、应变硅、锗硅、高k栅介质、金属栅极等,以降低器件功耗;在结构上引入了三维Fin FET结构,以增强栅的控制能力.这种趋于物理极限的工艺特点、新材料和新结构的采用产生了许多新的辐射效应现象和机制,模拟试验技术更加复杂,给抗辐射加固技术研究带来了新的挑战.本文综述了纳米器件辐射效应的研究现状和趋势,重点针对28 nm及以下特征工艺纳米器件辐射效应研究及模拟试验的需求,提出了需要研究的科学问题和关键技术,希望能为纳米器件抗辐射加固与空间应用提供参考.

关键词：纳米器件空间辐射效应抗辐射加固模拟试验

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轻气炮加载下晶格响应的实时X射线衍射测量

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光学精密工程 2017年第11期25卷 2829-2834页

作者：唐波黑东炜马戈盛亮周海生刘旭夏惊涛罗剑辉魏福利清华大学工程物理系北京100084 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

开展了轻气炮加载条件下材料动力学微观响应测量的实验研究。基于脉冲宽度约25ns的商业化闪光X射线源,采用积分式记录设备,建立了轻气炮加载条件下的实时X射线衍射诊断系统。介绍了实时X射线衍射测量原理及系统,讨论了由于冲击过程持续... 详细信息

开展了轻气炮加载条件下材料动力学微观响应测量的实验研究。基于脉冲宽度约25ns的商业化闪光X射线源,采用积分式记录设备,建立了轻气炮加载条件下的实时X射线衍射诊断系统。介绍了实时X射线衍射测量原理及系统,讨论了由于冲击过程持续时间短,且闪光源输出X射线脉冲时具有延时和抖动,X射线脉冲与冲击波到达样品被探测区域难以同步的问题。最后,提出了采用精细的多层靶结构设计和纳秒响应的压电探针实现探测X射线脉冲和冲击波精确同步的方法,并获得了轻气炮加载下LiF晶体峰值压缩状态的实时X射线衍射图像。实验结果显示:加载压力为2.33GPa时,LiF晶体的晶格形变量为1.73%。该实验技术为开展轻气炮加载下材料微观特性研究提供了一种有效技术途径。

关键词：实时X射线衍射测量材料动力学微观响应晶格形变轻气炮加载

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磁绝缘感应电压叠加器注入电流空间非均匀分布及影响因素分析

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电工技术学报 2017年第20期32卷 62-70,103页

作者：魏浩孙凤举邱爱慈呼义翔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 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049

磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典... 详细信息

磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典型结构下感应腔初级注入电流空间分布和次级磁场强度的分布特性。给出电流不均匀系数δ(t)的动态变化过程,仿真分析注入电流脉宽、感应腔初级绝缘介质、脉冲馈入路数及时间抖动等因素对δ(t)的影响规律。结果表明,δ(t)动态过程分为快速下降、稳定和缓慢下降三个阶段,注入电流脉宽影响稳定阶段持续时间和缓慢下降阶段;初级绝缘介质影响感应腔内电磁脉冲传播速率,进而对电流空间分布产生影响;注入脉冲路数对注入电流空间分布有决定性影响;双路脉冲馈入感应腔注入时间不同步时,不均匀系数发生改变。开展了单级感应腔注入电流空间分布实验,验证了电磁计算的正确性。

关键词：磁绝缘感应电压叠加器感应腔注入电流空间非均匀分布不均匀系数

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大孔径厚针孔成像数值模拟研究

大孔径厚针孔成像数值模拟研究

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中国原子能科学研究院第32 届“五四”青年学术报告会

作者：姚志明段宝军马继明宋岩严维鹏宋顾周韩长材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

为解决cm级尺寸射线源的空间分布诊断,本文提出大孔径厚针孔成像方法.采用Geant4软件编写蒙特卡罗程序模拟5、10和15mm大孔径厚针孔的成像过程,采用Matlab软件实现逆滤波、Wiener滤波和Lucy-Richardson复原算法,以均方根误差σ作为复原... 详细信息

为解决cm级尺寸射线源的空间分布诊断,本文提出大孔径厚针孔成像方法.采用Geant4软件编写蒙特卡罗程序模拟5、10和15mm大孔径厚针孔的成像过程,采用Matlab软件实现逆滤波、Wiener滤波和Lucy-Richardson复原算法,以均方根误差σ作为复原效果评判标准,优化了Wiener滤波信噪比参数和Lucy-Richardson算法迭代次数参数.将复原算法应用于不同孔径厚针孔的图像复原,发现理想逆滤波算法会引起噪声放大;Wiener滤波算法图像复原解存在较严重的伪影;Lucy-Richardson算法可获得清晰的复原图像.结合Lucy-Richardson算法的5、10、15mm大孔径厚针孔成像获取的图像的σ是0.5mm孔径传统针孔成像结果的1.15、1.21、1.26倍.结果表明,结合图像复原算法的大孔径厚针孔成像技术能获得与传统针孔成像接近的源图像测量结果,初步验证了该方法具有可行性.

关键词：射线源大孔径厚针孔成像图像复原数值模拟

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样品颗粒度对X射线荧光强度影响模拟方法研究

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核电子学与探测技术 2017年第11期37卷 1132-1135页

作者：刘旭黑东炜霍艳坤魏福利马戈夏惊涛罗剑辉唐波张德志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MCNP软件建立均匀颗粒的面心立方最密堆积模型,以硫酸铜-锌组合样品为例,研究样品在X射线激发下的荧光强度随颗粒大小的变化情况。采用研磨方法制备不同颗粒度的无限厚样品并进行实验,以验证建模方法的正确性;在此基础上研究颗粒度... 详细信息

通过MCNP软件建立均匀颗粒的面心立方最密堆积模型,以硫酸铜-锌组合样品为例,研究样品在X射线激发下的荧光强度随颗粒大小的变化情况。采用研磨方法制备不同颗粒度的无限厚样品并进行实验,以验证建模方法的正确性;在此基础上研究颗粒度效应对有限质量厚度样品荧光强度的影响。结果表明,自然状态的无限厚硫酸铜颗粒样品的荧光强度随颗粒尺寸增加而下降,变化程度小于统计涨落,与相同条件下的模拟结果基本一致;在质量厚度相同的情况下,样品颗粒尺寸增大,铜-锌荧光强度之比减小。

关键词：荧光分析参考元素颗粒度 MCNP

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非准直中子场能谱测量用多测量面~3He探测器理论设计

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原子能科学技术 2017年第3期51卷 508-514页

作者：张文首陈达苏春磊杨宁江新标于青玉邬泽鹏长孙永刚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 南京航空航天大学江苏南京210016

利用Geant4软件模拟计算了5种具有较好对称性的多测量面结构探测器对不同方向入射中子的探测效率。计算结果表明,具有对称性的多测量面结构探测器对不同方向入射的中子具有较好的探测效率响应方向一致性。其中球形正比探测器加6只圆形... 详细信息

利用Geant4软件模拟计算了5种具有较好对称性的多测量面结构探测器对不同方向入射中子的探测效率。计算结果表明,具有对称性的多测量面结构探测器对不同方向入射的中子具有较好的探测效率响应方向一致性。其中球形正比探测器加6只圆形半导体探测器的结构芯体在各方面表现最均衡,具有应用于非准直中子场能谱测量的潜力。

关键词：快中子能谱非准直中子场多测量面3 He探测器

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冲击加载下LiF晶格形变的闪光X射线衍射测量

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光学学报 2017年第6期37卷 356-360页

作者：唐波黑东炜马戈盛亮欧阳晓平周海生魏福利夏惊涛罗剑辉刘旭清华大学工程物理系北京100084 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

在轻气炮加载实验平台上,利用小型闪光X射线源建立了一套脉冲X射线衍射测量系统。利用该测量系统对平面冲击加载条件下LiF晶体微观结构变化进行了研究,得到了不同冲击加载压力下LiF晶体的单次脉冲X射线衍射图像。实验结果表明:沿[100]... 详细信息

在轻气炮加载实验平台上,利用小型闪光X射线源建立了一套脉冲X射线衍射测量系统。利用该测量系统对平面冲击加载条件下LiF晶体微观结构变化进行了研究,得到了不同冲击加载压力下LiF晶体的单次脉冲X射线衍射图像。实验结果表明:沿[100]晶向加载,LiF晶体晶格发生了压缩,压缩量与衍射峰偏移量相关;基于小型闪光X射线源的脉冲X射线衍射测量系统可实现冲击压缩下材料微观结构变化的定量化测量,同时具有体积小、操作简单等优点,为研究弹塑性形变微观机理提供了一种有效手段。

关键词： X射线光学 X射线衍射冲击压缩闪光X射线 LiF晶体

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