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中国核学会2019年学术年会

作者：张金海王亮平李沫孙铁平吴撼宇丛培天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院西安710024 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院西安710024

基于快直线脉冲变压器(Fast Linear Transformer Driver,FLTD)平台,在数十千安电流下研究了Al丝阵Z箍缩早期消融特性.FLTD充电±60 kV时,Al丝"冷"启动呈典型"芯晕"结构,消融等离子体沿轴向的调制波长约500μm,... 详细信息

基于快直线脉冲变压器(Fast Linear Transformer Driver,FLTD)平台,在数十千安电流下研究了Al丝阵Z箍缩早期消融特性.FLTD充电±60 kV时,Al丝"冷"启动呈典型"芯晕"结构,消融等离子体沿轴向的调制波长约500μm,与兆安级装置上的现象相同,消融流在轴线碰撞形成先驱等离子体,且具有明显的扭曲不稳定性.通过在电极处增加闪络开关、调整丝阵长度和负载电压,延迟了Al丝的击穿时刻,实现了Al丝阵全部气化,抑制了典型"芯晕"结构的产生.在丝数n=2时,气态Al丝芯的膨胀速度较"冷"启动时提高了约4倍(6 km/s和1.5 km/s),延迟了晕等离子体扰动的出现时刻,降低了等离子体不稳定性的发展速度,消融形成先驱等离子体的扭曲不稳定性得到一定程度的抑制.在丝数n=8时,气态Al丝芯的平均直径达约1.7 mm,由于驱动电流不足以驱动丝阵的快速消融或内爆,后期丝芯内部出现分层结构,呈一定的电热不稳定性.

关键词：物理状态调控消融特性芯晕结构

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FLTD低电感三电极场畸变气体开关击穿特性

FLTD低电感三电极场畸变气体开关击穿特性

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中国核学会2019年学术年会

作者：降宏瑜姜晓峰孙凤举丛培天王志国黄涛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院陕西西安710024

本文设计了一种FLTD低电感三电极场畸变气体开关,开关结构简单,安装方便,与电容器连接紧凑且放电电感小,实验测得放电支路短路电感约为140 nH.实验研究了开关的自击穿特性,结果表明：各气压下开关自击穿电压分散性(自击穿电压标准偏差... 详细信息

本文设计了一种FLTD低电感三电极场畸变气体开关,开关结构简单,安装方便,与电容器连接紧凑且放电电感小,实验测得放电支路短路电感约为140 nH.实验研究了开关的自击穿特性,结果表明：各气压下开关自击穿电压分散性(自击穿电压标准偏差与自击穿电压之比)小于2％.实验研究了开关在不同工作系数下触发特性,在工作电压± 80 kV,工作系数60％,触发电压120 kV时,开关延时34.6 ns,抖动1.6 ns,在此条件下连续工作1 017次,开关未发生自放电及未触发导通现象.

关键词：三电极场畸变气体开关低电感自击穿特性触发特性

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西安脉冲堆1#径向孔道等效平面源模拟方法研究

西安脉冲堆1#径向孔道等效平面源模拟方法研究

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中国核学会2021年学术年会

作者：姜夺玉江新标许鹏张信一郭和伟王立鹏胡田亮火箭军工程大学西北核技术研究院强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

西安脉冲堆1#径向孔道中子束流孔道直径小,距离长,轴向中子通量密度梯度大,直接采用MCNP程序模拟面临收敛速度慢、计算时间长,甚至不收敛等难题。目前主要采用分段衔接等效平面源模拟的方法解决这一问题。本文分析了不同平面源设计方案... 详细信息

西安脉冲堆1#径向孔道中子束流孔道直径小,距离长,轴向中子通量密度梯度大,直接采用MCNP程序模拟面临收敛速度慢、计算时间长,甚至不收敛等难题。目前主要采用分段衔接等效平面源模拟的方法解决这一问题。本文分析了不同平面源设计方案对模型计算结果的影响,在此基础上,使用MCNP程序进行西安脉冲堆束流孔道等效平面源模拟计算,结果与实验数据进行比较。研究表明,采用分段衔接等效平面源方案可以很好地解决长孔道中子束流模拟问题,西安脉冲堆1#径向孔道的模拟计算结果与实验数据符合较好。研究结果对一般反应堆深穿透及辐射屏蔽计算问题有一定的参考价值。

关键词：西安脉冲堆等效平面源孔道计算

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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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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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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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轫致辐射二极管多环强流阴极的结构优化研究

轫致辐射二极管多环强流阴极的结构优化研究

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中国核学会2019年学术年会

作者：蔡丹孙剑锋孙铁平张金海汪金华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院陕西西安710024

20世纪90年代以来，各国将辐射探测器技术以及电子系统辐射效应研究的重点转移到了实验室。用于产生强脉冲辐射环境的脉冲功率装置，其条件保障地位更加凸显。作为装置关键部件之一的轫致辐射二极管，因其蕴含丰富的物理和技术问题，成... 详细信息

20世纪90年代以来，各国将辐射探测器技术以及电子系统辐射效应研究的重点转移到了实验室。用于产生强脉冲辐射环境的脉冲功率装置，其条件保障地位更加凸显。作为装置关键部件之一的轫致辐射二极管，因其蕴含丰富的物理和技术问题，成为该领域研究的热点和难点所在。辐射场均匀性是轫致辐射二极管追求的指标之一，为实现大面积均匀辐照，二极管强流阴极的基本构型通常为球板或者环板结构。本文针对"强光一号"加速器短脉冲伽马状态多环强流阴极，研究了一种通过调节各环电流分配比例提高辐射场均匀性的方法。此外，由于该结构优化对电子束流自磁箍缩作用具有重要影响，本文对其在阳极靶面束斑漂移抑制方面的探索实验进行了报道。

关键词：轫致辐射多环阴极结构优化

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基于脉冲电流注入的差分芯片敏感度研究

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太赫兹科学与电子信息学报 2023年第12期21卷 1499-1506页

作者：董亚运崔志同杜传报程引会聂鑫王文卓郑生全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 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

采用脉冲电流注入(PCI)技术,对差分信号接收芯片(DS26C32ATM)的敏感阈值进行研究。试验结果表明,随着脉冲源电压的增大,传输线上的注入电流增大,差分信号接收芯片接口电路受到电磁脉冲干扰,发生损伤。对损伤芯片进行失效机理分析,定位... 详细信息

采用脉冲电流注入(PCI)技术,对差分信号接收芯片(DS26C32ATM)的敏感阈值进行研究。试验结果表明,随着脉冲源电压的增大,传输线上的注入电流增大,差分信号接收芯片接口电路受到电磁脉冲干扰,发生损伤。对损伤芯片进行失效机理分析,定位故障。针对失效机理分析结果,对差分信号接收芯片进行加固防护研究。试验结果为后续差分芯片的抗电磁脉冲干扰的性能试验提供可靠依据。

关键词：脉冲电流注入差分芯片电磁敏感性阈值加固防护

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IHNI-I堆中子束流孔道束流品质参数研究

IHNI-I堆中子束流孔道束流品质参数研究

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中国核学会2015年学术年会

作者：朱养妮江新标陈立新李华琪郭和伟周永茂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中国中原对外工程公司

本文简要介绍了IHNI-I堆及其热中子束流孔道和超热中子束流孔道,给出了两条孔道出口处的主要束流参数。采用MCNP程序建立了人体软组织等效模型内中子、γ的通量和剂量计算模型,分析了IHNI-I堆中子束流源在人体软组织模型内所产生的剂量... 详细信息

本文简要介绍了IHNI-I堆及其热中子束流孔道和超热中子束流孔道,给出了两条孔道出口处的主要束流参数。采用MCNP程序建立了人体软组织等效模型内中子、γ的通量和剂量计算模型,分析了IHNI-I堆中子束流源在人体软组织模型内所产生的剂量成分,模拟计算了两条中子束流的优化深度、优化深度剂量率、优化比等品质参数。计算结果表明,热中子束流的优化深度为3.3 cm,超热中子束流的优化深度5.8 cm,适用于进行不同深度肿瘤的中子俘获治疗。但两条束流的RBE剂量率均较小,为缩短肿瘤辐照时间,需要提高反应堆功率及孔道出口中子通量密度水平,进一步提高优化深度剂量率。

关键词： IHNI-I堆 MCNP 中子俘获治疗中子束流孔道束流品质

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西安200MeV质子应用装置准直测量与数据处理

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现代应用物理 2021年第3期12卷 85-91页

作者：吕伟闫逸花董岚王小龙李波门玲鸰罗涛马娜王铜梁静何振强柯志勇王迪刘卧龙王百川王敏文王茂成张辉杨业赵铭彤王忠明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 中国科学院高能物理研究所北京100084

针对西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)建设过程中影响准直测量精度的测量方式、数据处理方法及外界条件等因素,研究了每种因素对测量结果的影响机制及如何减小测量偏差的方法;研究了校正磁铁表面测量方式对标定精度的影响,提出应尽量减... 详细信息

针对西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)建设过程中影响准直测量精度的测量方式、数据处理方法及外界条件等因素,研究了每种因素对测量结果的影响机制及如何减小测量偏差的方法;研究了校正磁铁表面测量方式对标定精度的影响,提出应尽量减少间接测量的测量原则;基于间接平差中的边角网平差方法对激光跟踪仪多站测量的结果进行数据处理,与传统的把平差结果向全部设备拟合的方法不同,提出了一种将平差结果只向关键设备拟合的数据处理方法,对于关键设备得到了更为精确的测量结果;最后,比较了两次全面测量数据,结果表明,新建厂房的地基沉降对XiPAF主装置的准直安装带来了较大偏差,后续应对厂房地基形变进行定期观测。

关键词：质子加速器准直测量激光跟踪仪边角网平差

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