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中国物理学会2016年秋季会议

作者：邢庆子郑曙昕姚红娟关遐令王学武王忠明赵晨邱孟通陈伟粒子技术与辐射成像教育部重点实验室(清华大学) 北京100084 清华大学先进辐射源及应用实验室北京100084 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西安710024

介绍了西安质子应用装置(Xi'an Proton Application Facility,简称XiPAF)加速器的物理设计及工程进展情况,该装置核心为一台最高能量为230MeV的质子加速器及相应的辐射物理应用研究终端,是用于宇航用核心电子器件质子单粒子效应研... 详细信息

介绍了西安质子应用装置(Xi'an Proton Application Facility,简称XiPAF)加速器的物理设计及工程进展情况,该装置核心为一台最高能量为230MeV的质子加速器及相应的辐射物理应用研究终端,是用于宇航用核心电子器件质子单粒子效应研究与考核评估的专用辐射模拟试验装置。质子辐照实验站设计指标为能量调节范围10～230MeV,质子辐照面积在1cm×1cm～20cm×20cm之间可调,在10cm×10cm面积上靶上的注量率在105～108p/(cm2·s)之间可调节,辐照面积上质子束流的空间不均匀性好于±10％。

关键词： XiPAF 同步加速器慢引出

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真空康普顿探测器能量响应平坦性关键因素模拟分析

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现代应用物理 2015年第1期6卷 20-26页

作者：翁秀峰黑东炜宋朝晖韩和同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

对真空康普顿探测器灵敏度构成进行了分析,得到了影响探测器能量响应的关键因素。使用蒙特卡罗方法对比分析了这些关键因素对探测器能量响应平坦性的影响。结果表明:发射极的材料及厚度是决定能量响应的最重要因素,不同材料、不同厚度... 详细信息

对真空康普顿探测器灵敏度构成进行了分析,得到了影响探测器能量响应的关键因素。使用蒙特卡罗方法对比分析了这些关键因素对探测器能量响应平坦性的影响。结果表明:发射极的材料及厚度是决定能量响应的最重要因素,不同材料、不同厚度的发射极,探测器能量响应曲线差异较大,对于高Z材料,厚度10μm量级与100μm量级,探测器能量响应曲线有着相反的变化趋势;前窗是影响探测器能量响应的次重要因素,前窗材料的种类对能量响应影响的分散性小于10%,而前窗材料厚度对探测器能量响应影响较大;后窗对能量响应影响的分散性小于5%;衰减物质使探测器对低能(<0.4 MeV)γ射线的灵敏度衰减较大,主要用来调整探测器对低能γ射线响应曲线的变化趋势。

关键词：康普顿探测器能量响应平坦发射极蒙特卡罗方法

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基于Geant4的质子输运计算的加速方法研究

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黑龙江科学 2015年第8期6卷 7-9页

作者：姚志明黑东炜宋顾周马继明韩长材段宝军岳志勤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

质子在医学、材料科学、辐射成像等领域有着广阔的应用前景,质子输运过程的数值模拟是质子应用理论分析的重要手段。本研究基于Geant4软件编写了蒙卡模拟程序,研究了程序的加速方法。结果表明,次级粒子截断和并行计算可以有效加快程序... 详细信息

质子在医学、材料科学、辐射成像等领域有着广阔的应用前景,质子输运过程的数值模拟是质子应用理论分析的重要手段。本研究基于Geant4软件编写了蒙卡模拟程序,研究了程序的加速方法。结果表明,次级粒子截断和并行计算可以有效加快程序的运行速度。程序易于扩展,为质子应用的快速模拟奠定了基础。

关键词：质子输运蒙特卡罗加速方法次级粒子截断并行计算

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多级串联磁绝缘感应电压叠加器次级阻抗优化

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现代应用物理 2015年第3期6卷 191-196页

作者：呼义翔孙凤举曾江涛丛培天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

基于Thevenin原理,建立了一种多级串联磁绝缘感应电压叠加器(magneticallyinsulated induction voltage adder,MIVA)等效电路模型。依据磁绝缘限定条件,给出了MIVA次级磁绝缘传输线(magnetically-insulated transmission line,MITL)最小磁绝缘电流估计方法。仿真分析了12级串联MIVA电压和电流输出特性,结合X射线剂量率计算式,给出了X射线剂量率随次级MITL运行阻抗变化的分布规律。结果表明,多级串联MIVA输出X射线剂量率随次级运行阻抗的增大呈先增大后减小的趋势,MITL存在一个最佳运行阻抗,可使输出的X射线剂量率最大。基于Mendel和Creedon磁绝缘模型,对比给出了次级MITL几何阻抗的两种估计模型,结果表明,除第1级外,其余各级用两种模型估计的几何阻抗偏差系数均小于2%。

关键词：感应电压叠加器磁绝缘传输线运行阻抗几何阻抗 X射线剂量率

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一种快脉冲X射线源角分布测量方法

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现代应用物理 2015年第1期6卷 14-19页

作者：宋朝晖魏福利张子川卢毅梁美波翁秀峰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

在脉冲X射线测量中,当出射X射线粒子总数低于108时,通过闪烁体成像测量角分布的方法难以获得结果。提出了一种将准直孔阵列、快时间响应闪烁体和多路延时光纤相结合的电流型测量方法,通过记录不同角度的瞬时脉冲波形,能够实现ns以下小... 详细信息

在脉冲X射线测量中,当出射X射线粒子总数低于108时,通过闪烁体成像测量角分布的方法难以获得结果。提出了一种将准直孔阵列、快时间响应闪烁体和多路延时光纤相结合的电流型测量方法,通过记录不同角度的瞬时脉冲波形,能够实现ns以下小焦斑快脉冲X射线角分布的测量。基于该方法研制的测量系统在亚ns重复频率快脉冲硬X射线源上进行了实验验证,获得了距源20cm处的角分布数据。

关键词：脉冲X射线角分布闪烁体光纤

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脉冲电场下两种电极材料表面电子发射阈值特性的实验研究

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物理学报 2014年第10期63卷 330-335页

作者：苏兆锋杨海亮张鹏飞来定国郭建明任书庆王强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

研究了金属表面电子发射阈值的测量原理.以待测材料为阴极,以法拉第筒作为阳极收集电子.在"晨光号"加速器上,测量了不同粗糙度的304L不锈钢和铝表面电子发射阈值及经表面涂覆工艺处理后这两种电极材料表面电子发射阈值.研究发... 详细信息

研究了金属表面电子发射阈值的测量原理.以待测材料为阴极,以法拉第筒作为阳极收集电子.在"晨光号"加速器上,测量了不同粗糙度的304L不锈钢和铝表面电子发射阈值及经表面涂覆工艺处理后这两种电极材料表面电子发射阈值.研究发现:电极表面磨光可以抑制电子发射,随着粗糙度的增加,电子发射阈值降低;金属表面涂覆对抑制电子发射效果更为显著,电子发射阈值增加了一倍.

关键词：场致发射阈值法拉第筒 “晨光号”加速器

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表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩激光阴影图像诊断

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物理学报 2014年第23期63卷 225-231页

作者：盛亮彭博栋袁媛张美李奎念张信军赵晨赵吉祯李沫王培伟李阳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

基于脉冲半高全宽约为9 ns、波长为532 nm的Nd:YAG激光器,采用条纹相机和商用数码相机两种记录设备,建立了时间分辨和时间积分两种模式的激光阴影图像诊断系统,在"强光一号"装置上对表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩等离子体开展了... 详细信息

基于脉冲半高全宽约为9 ns、波长为532 nm的Nd:YAG激光器,采用条纹相机和商用数码相机两种记录设备,建立了时间分辨和时间积分两种模式的激光阴影图像诊断系统,在"强光一号"装置上对表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩等离子体开展了实验研究.实验结果表明:在融蚀过程中表面绝缘金属丝冕等离子体发展较普通金属丝慢,在t=44ns到t=56ns之间,其平均膨胀速度分别为1.1×104m·s-1和1.7×104m·s-1;在等离子体滞止前10 ns的快速聚爆过程中,表面绝缘金属丝和普通金属丝两侧的平均聚爆速度分别为5.5×105m·s-1和9.3×105m·s-1,表面绝缘一侧等离子体滞止时间小于普通金属丝一侧,分别为5.9 ns和9.5 ns;等离子体碰撞分界线偏向于表面绝缘一侧,滞止时形成的磁流体不稳定性结构类似.

关键词：条纹激光阴影成像表面绝缘平面丝阵 Z箍缩

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快速在线处理中子核截面的修正多普勒展宽方法

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现代应用物理 2015年第3期6卷 163-167页

作者：朱金辉谢红刚牛胜利左应红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

在模拟计算高温系统中子输运问题时,为了快速在线处理中子核截面,基于多普勒展宽原理,发展了一种修正多普勒展宽方法。通过在低能区引入低能截面修正因子、调整计算方法及合理设置数值积分计算参数等,进行了数值算法优化,探讨了NJOY程... 详细信息

在模拟计算高温系统中子输运问题时,为了快速在线处理中子核截面,基于多普勒展宽原理,发展了一种修正多普勒展宽方法。通过在低能区引入低能截面修正因子、调整计算方法及合理设置数值积分计算参数等,进行了数值算法优化,探讨了NJOY程序对高能区中子截面展宽的限制及影响,在自主开发的蒙特卡罗输运程序中实现了中子截面的快速在线展宽处理,并比较了NJOY程序与本文程序计算的截面数据。结果表明,本文程序给出的高温展宽截面准确性高,计算效率能满足快速在线展宽需求,可高效处理在线中子截面展宽问题。

关键词：中子截面多普勒展宽修正

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一种兆伏级有界波电磁脉冲模拟器峰化单元设计与等效实验

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现代应用物理 2015年第4期6卷 264-268页

作者：张国伟陈维青王海洋谢霖燊何小平杨天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

介绍了兆伏级有界波电磁脉冲模拟器脉)中源的组成及特点。通过数值模拟分析了模拟装置等效电路,给出了峰化电容及输出开关对装置输出波形的影响,总结了峰化单元的设计特点,提出了一种低气压、低电压短间隙放电等效高气压、高电压长间隙... 详细信息

介绍了兆伏级有界波电磁脉冲模拟器脉)中源的组成及特点。通过数值模拟分析了模拟装置等效电路,给出了峰化电容及输出开关对装置输出波形的影响,总结了峰化单元的设计特点,提出了一种低气压、低电压短间隙放电等效高气压、高电压长间隙放电的方法。同时,基于等效方法设计了结构尺寸为1:1验证实验,实测了实验电路输出电场波形。实验结果表明,采用电容、开关、天线一体化的结构设计,能够最大限度地减小峰化回路的电感,输出双指数波上升沿可达到1.8 ns。该实验为兆伏级有界波电磁脉冲模拟器峰化段的设计提供了参考。

关键词：垂直极化有界波模拟器峰化单元上升沿

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基于镅铍中子源的核素分析探测系统优化

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现代应用物理 2015年第4期6卷 244-247,280页

作者：卢毅宋朝晖谭新建苗亮亮马燕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

基于镅铍中子源及瞬发伽马分析技术,构建了核素分析探测系统,对系统进行了优化设计;实验测量了屏蔽设计对瞬发伽马能谱的影响,评估了LaBr_3:Ce探测系统的探测下限。结果表明,设计的慢化屏蔽结构有效提高了待测样品中的热中子密度,同时... 详细信息

基于镅铍中子源及瞬发伽马分析技术,构建了核素分析探测系统,对系统进行了优化设计;实验测量了屏蔽设计对瞬发伽马能谱的影响,评估了LaBr_3:Ce探测系统的探测下限。结果表明,设计的慢化屏蔽结构有效提高了待测样品中的热中子密度,同时降低了伽马本底;系统能够实现核素的定性分析测量,对C、H、O、N等常见核素的探测下限约在千克量级。

关键词：镅铍中子源瞬发伽马中子活化分析核素分析

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