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核动力工程 2022年第4期43卷 31-37页

作者：郭树伟陈珍平江新标李达张信一王立鹏胡田亮谢金森于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 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

为确保快中子脉冲堆的运行安全,防止超临界脉冲对材料造成物理损伤,需要对快中子脉冲堆脉冲工况进行模拟分析。本研究针对金属核燃料快中子脉冲堆,基于点堆动力学方法、蒙特卡罗方法和有限元力学方法,对Godiva-I脉冲堆开展了核热力耦合... 详细信息

为确保快中子脉冲堆的运行安全,防止超临界脉冲对材料造成物理损伤,需要对快中子脉冲堆脉冲工况进行模拟分析。本研究针对金属核燃料快中子脉冲堆,基于点堆动力学方法、蒙特卡罗方法和有限元力学方法,对Godiva-I脉冲堆开展了核热力耦合计算分析研究。计算结果表明,反应性温度系数和裂变率与实验值吻合良好,反应性、温升、表面位移、表面应力与实际情况相符合。因此,本文建立的“核-热-力”耦合计算方法可应用于金属核燃料快中子脉冲堆的分析计算,具有一定的可靠性。

关键词：脉冲堆核热力耦合 ANSYS 瞬态分析

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不同温度下空气介质气体开关的自击穿特性

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强激光与粒子束 2025年第4期37卷 135-141页

作者：姚伟博魏浩杨森王志国姜晓峰楼成强脉冲辐射环境与效应全国重点实验室西北核技术研究所西安710024

开展不同温度下气体开关的自击穿特性研究,对提升脉冲功率装置的环境适应性具有促进作用,尤其是在页岩油气资源开采等领域具有重大应用前景。通过建立空气介质同轴气体开关高温性能研究平台,实验研究了气体开关在不同环境温度下的自击... 详细信息

开展不同温度下气体开关的自击穿特性研究,对提升脉冲功率装置的环境适应性具有促进作用,尤其是在页岩油气资源开采等领域具有重大应用前景。通过建立空气介质同轴气体开关高温性能研究平台,实验研究了气体开关在不同环境温度下的自击穿电压分布,结合汤森放电理论,分析了环境温度对开关自击穿放电过程的主要影响因素和规律。研究结果表明:在不同环境温度下,影响空气介质气体开关自击穿电压的主要因素是气体介质密度和电极间隙距离。对于腔体可换气气体开关,其自击穿电压随环境温度的升高而下降;对于腔体密闭气体开关,开关电极烧蚀过程中喷溅出的高温颗粒造成绝缘材料表面的分子热解和吸附气体脱吸附,以及大电流放电过程中发生气体分子化学反应等,造成开关内气体产物成份变化,气体分子总数密度降低,引起开关自击穿稳定性降低和开关自击穿电压下降。

关键词：气体开关自击穿特性高温环境耐高温绝缘材料

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基于光纤传输的灵敏度自校准脉冲电场测量系统

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高电压技术 2021年第4期47卷 1478-1484页

作者：刘逸飞马良程引会吴伟郭景海赵墨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

分析了电小单极天线用于脉冲电场的测量原理,基于等效电路模型研究了天线阻抗和负载阻抗对测量指标的影响。以FET型放大器为核心器件,设计了宽频带脉冲电场测量系统。针对信号光纤传输环节因光功率变化导致的测量系统灵敏度不恒定问题,... 详细信息

分析了电小单极天线用于脉冲电场的测量原理,基于等效电路模型研究了天线阻抗和负载阻抗对测量指标的影响。以FET型放大器为核心器件,设计了宽频带脉冲电场测量系统。针对信号光纤传输环节因光功率变化导致的测量系统灵敏度不恒定问题,测量系统集成可控标准方波实现了灵敏度系数的实时自校准;基于电源管理克服了半导体激光器结节发热带来的光脉冲波形畸变问题。讨论了TEM小室标定环境下,探测器壳体引发的场增强效应对标定结果的影响,并给出了较为合理的修正方法。标定结果表明,测量系统可测脉冲前沿≥600 ps,可测脉宽≤1 ms,测量动态范围40 dB,基于不同灵敏度系数下多套测量系统的组合,可实现±0.5 V/m~200 kV/m的量程覆盖,能够满足高空电磁脉冲、雷电电磁脉冲及静电放电电磁脉冲的测量需求。

关键词：电磁脉冲光纤传输激光器温漂电小天线高阻放大 TEM小室

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核与空间辐射效应模拟试验技术研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第7期53卷 13-30页

作者：陈伟罗尹虹马武英王晨辉丁李利王祖军刘岩梅博姚崇斌曾超郭晓强王忠明吴伟强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室西安710024 西北核技术研究所西安710024 中国空间技术研究院北京100029 上海航天电子技术研究所上海201108 中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621999

在天然与人为辐射环境中,辐射可能在电子器件中引发瞬时电离、单粒子、位移损伤、总剂量等多种辐射效应,导致器件性能退化、功能异常、故障甚至损毁,是制约电子器件及所属系统长期、稳定、可靠工作的关键.核与空间辐射效应模拟试验技术... 详细信息

在天然与人为辐射环境中,辐射可能在电子器件中引发瞬时电离、单粒子、位移损伤、总剂量等多种辐射效应,导致器件性能退化、功能异常、故障甚至损毁,是制约电子器件及所属系统长期、稳定、可靠工作的关键.核与空间辐射效应模拟试验技术是抗辐射加固的基础,可用于研究辐射效应机理、检验抗辐射加固方法有效性,是提升电子器件和系统抗辐射能力不可或缺的重要手段.本文从瞬时电离辐射效应模拟试验技术、空间单粒子效应模拟试验技术、位移损伤效应模拟试验技术、总剂量效应模拟试验技术四个方面出发,梳理了辐射效应研究和模拟试验装置现状,结合微电子工艺的发展趋势,分析提炼需要重点关注的科学问题与技术问题,为抗辐射加固技术创新发展提供参考.

关键词：核辐射效应空间辐射效应模拟试验技术辐射模拟装置

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一种大场景下高速弹体检测方法

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现代应用物理 2025年第1期16卷 226-232+241页

作者：姚文豪方龙随亚光梁文龙高浩鹏张云峰仵可成思毓强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室西北核技术研究所

本文提出并建立了一种大场景下高速弹体检测方法，采用自适应金字塔Lucas-Kanade光流法实现了目标识别，设计了与目标运动时间相关的改进卡尔曼滤波，实现了目标图像轨迹修正，最终实现了高速弹体的高精度、高可靠性检测。试验结果表明... 详细信息

本文提出并建立了一种大场景下高速弹体检测方法，采用自适应金字塔Lucas-Kanade光流法实现了目标识别，设计了与目标运动时间相关的改进卡尔曼滤波，实现了目标图像轨迹修正，最终实现了高速弹体的高精度、高可靠性检测。试验结果表明，与传统卡尔曼滤波方法相比，改进卡尔曼滤波在精度上提高约75%,本文提出的大场景下高速弹体检测方法可快速、准确地实现目标的检测测量。

关键词：高速弹体目标检测测量光流法卡尔曼滤波

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机器学习在辐射效应领域的应用现状与展望

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现代应用物理 2025年第1期16卷 34-40+112页

作者：丁李利薛院院王晨辉王百川王坦陈伟强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室西北核技术研究所

机器学习已应用于辐射效应领域的各个分支，一方面聚焦于加载机器学习算法、提供机器学习算力的通用芯片(FPGA、GPU、处理器等)和专用芯片(神经结构芯片、边缘计算芯片等),以试验或模拟方式评价这些芯片在辐射环境中的抗辐射性能、失效... 详细信息

机器学习已应用于辐射效应领域的各个分支，一方面聚焦于加载机器学习算法、提供机器学习算力的通用芯片(FPGA、GPU、处理器等)和专用芯片(神经结构芯片、边缘计算芯片等),以试验或模拟方式评价这些芯片在辐射环境中的抗辐射性能、失效表征与失效规律；另一方面借助机器学习在高维解析、全局观察、深度推理等方面的突出优势，以常规试验观测、理论推导及模拟仿真为基础，在效应感知监测、效应敏感性预测、基于效应敏感性开展环境探测及辅助开展抗辐射加固设计等方面开展了系列工作。本文综述了机器学习在辐射效应领域的应用现状，从加载机器学习算法芯片的辐射效应研究机器学习在效应感知监测、效应敏感性预测及基于效应敏感性开展环境探测、辅助开展抗辐射加固设计5个方面介绍了现有报道中的应用背景、方式方法与典型成果，最后探讨了机器学习应用于辐射效应领域的下一步发展方向。

关键词：机器学习电子器件辐射效应应用现状与展望

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Z箍缩动力学行为及其直接驱动型脉冲源研究进展

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中国电机工程学报 2024年第17期44卷 7007-7023,I0022页

作者：邱爱慈吴坚孙凤举李兴文姜志远王威王振宇电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室(西北核技术研究所) 陕西省西安市710024

Z箍缩在惯性约束聚变、强脉冲辐射效应等前沿科技和国家安全领域发挥着重要作用。该文综述了Z箍缩等离子体动力学行为及其直接驱动型脉冲源关键技术方面的研究进展。首先,总结Z箍缩等离子体的实验诊断技术的发展,特别是激光汤姆逊散射... 详细信息

Z箍缩在惯性约束聚变、强脉冲辐射效应等前沿科技和国家安全领域发挥着重要作用。该文综述了Z箍缩等离子体动力学行为及其直接驱动型脉冲源关键技术方面的研究进展。首先,总结Z箍缩等离子体的实验诊断技术的发展,特别是激光汤姆逊散射流场诊断方法以及基于磁旋光效应的磁场诊断方法;其次,分析Z箍缩消融、内爆等过程中磁场演化图像及其作用机理的研究进展;再次,面向提升内爆品质的需求,总结预脉冲电流调控质量分布、外施轴向磁场调控等对丝阵Z箍缩内爆动力学行为的影响。同时,面向功率百太瓦级的大型Z箍缩装置建设,概述直接驱动型脉冲源新技术路线中的快直线型变压器支路技术、触发技术以及单路脉冲源的主要进展。最后,总结并提出下一步需要重点攻克的研究方向,主要包括长内爆时间下等离子体不稳定性抑制方法、大型直接驱动型脉冲源电磁能高效传输汇聚方法以及可靠运行技术等。

关键词： Z箍缩等离子体诊断不稳定性抑制脉冲功率技术快直线型变压器

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不恰当应用源隔离策略引入的相反效果

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2260-2266页

作者：丁李利陈伟王坦徐静妍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

通过研究源隔离策略为典型代表的版图加固措施,评价多种考虑源隔离策略加固结构的单粒子瞬态响应,验证并报道了产生的相反效果。除寄生双极放大效应,驱动能力和节点电容均能对单粒子瞬态产生影响,由于受多个因素调控,除非某因素确定无... 详细信息

通过研究源隔离策略为典型代表的版图加固措施,评价多种考虑源隔离策略加固结构的单粒子瞬态响应,验证并报道了产生的相反效果。除寄生双极放大效应,驱动能力和节点电容均能对单粒子瞬态产生影响,由于受多个因素调控,除非某因素确定无疑是最主要的影响因素,在采取加固措施之前必须经过仔细考虑以及定量评估。

关键词：源隔离单粒子瞬态缓解措施相反效果

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基于时域有限积分技术的四级串联快脉冲直线型变压器驱动源电磁特性

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电工技术学报 2022年第4期37卷 816-826页

作者：邱浩王曙鸿孙凤举王志国何旭电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 西安710049 西安交通大学陕西省智能电网重点实验室西安710049 强脉冲辐射模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所) 西安710024

快脉冲直线型变压器驱动源(FLTD)感应腔内部结构和媒质分布复杂,支路放电时快速上升沿脉冲将使空间离散更为繁密,导致计算量剧增。该文利用时域有限积分理论首次研究4级串联共用、独立腔体结构MA级FLTD在支路放电时的电磁场分布规律。... 详细信息

快脉冲直线型变压器驱动源(FLTD)感应腔内部结构和媒质分布复杂,支路放电时快速上升沿脉冲将使空间离散更为繁密,导致计算量剧增。该文利用时域有限积分理论首次研究4级串联共用、独立腔体结构MA级FLTD在支路放电时的电磁场分布规律。使用场路耦合将电路中电容元件的放电电流作为激励耦合至三维场模型,使用非均匀网格对FLTD初级感应腔内的关键部件剖分网格进行加密处理,使用表面阻抗边界条件描述良导体以降低求解自由度数量,使用基于等效原理的区域分解算法将4级串联FLTD划分为24个不同的求解子区域。结果表明,时域有限积分技术可有效分析FLTD初级腔体内脉冲放电瞬态过程,两种感应腔结构的输出性能和电磁场分布基本一致,4级串联共用腔体结构FLTD设计方案可行。

关键词：直线型变压器驱动源有限积分技术瞬态电磁场场路耦合区域分解算法

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磁绝缘传输线阴极准直建模与仿真

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国防科技大学学报 2021年第3期43卷 66-72页

作者：何德雨呼义翔曾江涛杨实周亚伟孙江尹佳辉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陕西西安710024

大型脉冲功率装置的磁绝缘传输线(Magnetically Insulated Transmission Line,MITL)阴极长度可达十余米,在悬臂结构下由于重力引起的末端挠度变形将达数厘米。如果不进行准直,由此造成的阴阳极间隙误差可能引起较明显的电流损失。借鉴He... 详细信息

大型脉冲功率装置的磁绝缘传输线(Magnetically Insulated Transmission Line,MITL)阴极长度可达十余米,在悬臂结构下由于重力引起的末端挠度变形将达数厘米。如果不进行准直,由此造成的阴阳极间隙误差可能引起较明显的电流损失。借鉴HermesⅢ装置基于倾斜垫片的直线度调节方案,设计了用于准直原理验证的Mini-MITL阴极。根据阴极圆筒尺寸参数、倾斜垫片设计参数以及倾斜垫片旋转角度,建立了阴极筒关键节点坐标的数值模型,得到竖直和水平方向的理论修正坐标。作为验证,在SolidWorks环境中建立坐标测量参考基准,得到的三维仿真坐标与数值建模坐标具有较好的一致性。基于SolidWorks Simulation对阴极的重力变形进行了仿真,根据仿真结果调整倾斜垫片的相对旋转角度,修正竖直方向挠度的同时兼顾水平方向直线度,在该策略下的竖直和水平方向准直误差均低于阈值。在离散调节策略的基础上进行了连续可调的改进优化,改进后的准直精度得到进一步提升。

关键词：磁绝缘传输线准直倾斜垫片直线度调节 SolidWorks仿真

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