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光子学报 2022年第3期51卷 76-87页

作者：盛亮张艳红高建鹏李阳段宝军黑东炜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 清华大学工程物理系北京100084

借鉴计算机层析成像方法,通过多角度成像的方式得到氘氚燃烧区三维分布信息。介绍了球谐函数分解、最大期望代数迭代两种具有代表性的极少角度三维图像重建算法,并提出将球谐函数分解重建结果作为最大期望代数迭代初始值的重建约束方法... 详细信息

借鉴计算机层析成像方法,通过多角度成像的方式得到氘氚燃烧区三维分布信息。介绍了球谐函数分解、最大期望代数迭代两种具有代表性的极少角度三维图像重建算法,并提出将球谐函数分解重建结果作为最大期望代数迭代初始值的重建约束方法。该方法利用了激光、Z箍缩聚变靶具有一定球对称性的物理先验,既改善了球谐函数在极少角度投影重建表示能力不足、残影较大的缺点,又利用了最大期望算法局部最优的特点,可以将重建结果限制在物理似然域中,从而在一定程度上克服了极少角度投影三维重建解空间过大的问题。利用峰值信噪比、均方根误差、KL偏差等三种指标对重建结果进行了量化评价,结果表明球谐函数初值约束的最大期望代数迭代算法效果最好。

关键词：三维图像重建球谐函数分解最大期望迭代算法快中子成像惯性约束聚变

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基于RELAP5和CTF的西安脉冲堆多尺度耦合瞬态特性研究

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核动力工程 2023年第3期44卷 59-64页

作者：赵巍陈立新刘国栋张良杨宁张信一田晓艳孙培伟袁建新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 清华大学工程物理系北京100084 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

基于系统程序RELAP5和子通道程序CTF,建立了适合于自然循环冷却池式脉冲堆的区域分解多尺度耦合方法和满足不同尺度参数间精确转换的网格映射方法。通过脉冲堆稳态和瞬态工况分析,验证耦合方法正确性和可行性,计算结果表明:所建立的多... 详细信息

基于系统程序RELAP5和子通道程序CTF,建立了适合于自然循环冷却池式脉冲堆的区域分解多尺度耦合方法和满足不同尺度参数间精确转换的网格映射方法。通过脉冲堆稳态和瞬态工况分析,验证耦合方法正确性和可行性,计算结果表明:所建立的多尺度耦合方法能够应用于自然循环冷却池式脉冲研究堆的耦合分析,其耦合计算结果在准确性方面优于单一系统程序计算结果;2 MW稳态工况下的燃料芯块温度准确性提高约62.50%,脉冲瞬态工况下燃料芯块温度准确性提高约76.71%;同时,耦合计算能够获得高精度、高分辨率的堆芯热工水力分布和瞬态特性。

关键词：脉冲堆区域分解法多尺度耦合 RELAP5 CTF

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行波电压叠加器的电路模型与输出特性

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西安交通大学学报 2022年第12期56卷 78-85页

作者：任淑一何旭孙凤举王志国邱爱慈西安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室西安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西安710024

为了研究行波电压叠加器(TVA)的输出特性以及影响输出特性的因素,将传输线和放电支路进行简化,给出了传输线、放电支路、屏蔽电极与外筒体间的分布电感与分布电容等参数的计算方法,建立了8级串联TVA电路模型。通过仿真得到了8级串联TVA... 详细信息

为了研究行波电压叠加器(TVA)的输出特性以及影响输出特性的因素,将传输线和放电支路进行简化,给出了传输线、放电支路、屏蔽电极与外筒体间的分布电感与分布电容等参数的计算方法,建立了8级串联TVA电路模型。通过仿真得到了8级串联TVA驱动匹配负载时的输出特性,研究了开关闭合时序与分散性以及传输线阻抗等对输出特性的影响。仿真结果表明:当每级开关触发闭合时序为理想感应电压叠加器(IVA)时序时,传输线输出电压峰值随串联级数n的增长近似线性增长,电压脉冲前沿逐级陡化,在匹配负载上的输出电压为899 kV,脉冲前沿与第一级相比缩短10 ns;屏蔽电极上的电压峰值逐级减小,电压波形存在高频振荡;开关闭合时序对TVA传输叠加与输出特性有显著影响,TVA按理想IVA时序触发时的匹配负载电压前沿比同时触发时要陡,相差约50 ns,随着触发时序系数增大(>1),脉冲前沿逐渐陡化;当开关触发闭合分散性增大时,输出脉冲重复性变差;随着传输线阻抗从匹配阻尼增大至3倍阻尼,匹配负载电压峰值增大,前沿缩短约30 ns,波尾时间增大约200 ns。研究结果可为TVA型脉冲功率源装置的结构优化和研制提供一定的参考。

关键词：脉冲功率源行波电压叠加器电路模型开关闭合分散性输出特性

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大型Z箍缩装置中心汇流区电感计算

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西安交通大学学报 2022年第6期56卷 1-8页

作者：龚振洲魏浩范思源孙凤举邱爱慈西安交通大学电力设备与电气绝缘国家重点实验室西安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西安710024

为了快速估算大型Z箍缩装置中心汇流区电感,研究Z箍缩装置电功率和能量传输效率的规律,对Z箍缩装置中心汇流区做近似处理,给出了绝缘堆、真空喇叭口、真空磁绝缘传输线、汇流柱等部件电感近似计算公式,建立了一种快速估算Z箍缩装置中心... 详细信息

为了快速估算大型Z箍缩装置中心汇流区电感,研究Z箍缩装置电功率和能量传输效率的规律,对Z箍缩装置中心汇流区做近似处理,给出了绝缘堆、真空喇叭口、真空磁绝缘传输线、汇流柱等部件电感近似计算公式,建立了一种快速估算Z箍缩装置中心汇流区电感的方法,获得了中心汇流区电感与电气参数(绝缘堆峰值电压)和结构参数(中心汇流区半径及分层数、真空磁绝缘传输线倾角)的定量关系。在此基础上,建立了典型Z箍缩装置简化电路模型,实现了从中心汇流区结构参数→电气参数→输出电流的自洽电路模拟,获得了中心汇流区分层数及半径对Z箍缩装置短路电流的影响规律。计算结果表明:所提电感计算方法获得国际典型Z箍缩装置的中心汇流区电感与文献最大误差为3.3%;中心汇流区电感随分层数增大而减小、随半径先减小后增大,存在使中心汇流区电感最小的优化半径。所提方法可为同类型Z箍缩装置的设计提供理论参考。

关键词： Z箍缩中心汇流区电感计算绝缘堆磁绝缘传输线

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金属核燃料快中子脉冲堆核-热-力耦合计算方法研究

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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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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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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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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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基于物理的体硅CMOS存储器多位翻转特性电路级仿真分析

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原子能科学技术 2021年第12期55卷 2121-2127页

作者：王坦丁李利罗尹虹赵雯张凤祁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

本文提出了一种电路级仿真方法,对体硅CMOS存储器中由单粒子效应引发的多位翻转特性进行了建模分析。该方法综合考虑了扩散效应及寄生双极放大效应引发的电荷共享收集机制,能基于版图特征重构多节点电荷收集的电流源,实现对单粒子效应... 详细信息

本文提出了一种电路级仿真方法,对体硅CMOS存储器中由单粒子效应引发的多位翻转特性进行了建模分析。该方法综合考虑了扩散效应及寄生双极放大效应引发的电荷共享收集机制,能基于版图特征重构多节点电荷收集的电流源,实现对单粒子效应位翻转截面的预估计算。针对一款65 nm工艺体硅CMOS存储器,对不同能量及角度入射的重离子引发的多位翻转效应(MCU)进行了仿真计算,并与试验结果进行了对比。

关键词：单粒子效应多位翻转电路级仿真位翻转截面倾角入射

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高速数据采集系统中的光纤通信与计算机控制

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核电子学与探测技术 2022年第3期42卷 463-468页

作者：王晶罗通顶阮林波渠红光吕宗璟田耕张雁霞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

介绍了一种用于远程辐射监控的高速数据采集系统,重点介绍系统中的光纤传输记录与计算机控制设计。阐述了该设计的特点和各部分的实现方法,并对系统性能进行了测试。该设计实现了远程无损数据采集和传输,并受控于计算机,能够满足远程程... 详细信息

介绍了一种用于远程辐射监控的高速数据采集系统,重点介绍系统中的光纤传输记录与计算机控制设计。阐述了该设计的特点和各部分的实现方法,并对系统性能进行了测试。该设计实现了远程无损数据采集和传输,并受控于计算机,能够满足远程程控脉冲射线检测的测试需求。

关键词：光纤通信计算机远程控制高速数据采集

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