Vacuum Outgassing Behavior of Carbon Nanotube Cathode with High-Intensity Pulsed Electron Emission

Experimental investigations on the vacuum outgassing of a carbon nanotube(CNT)cathode with high-intensity pulsed electron emission on a 2 MeV linear induction accelerator injector are presented.Under the 1.60 MV diode voltage,the CNT cathode could provide 1.67 kA electron beam with the amount of outgassing of about 0.51 Pa-L.It is found that the amount of outgassing,which determines the cathode emission current,depends on the diode voltage and the vacuum.     

Φ100mm钪酸盐阴极实验系统及其实验结果

为获得kA级热发射电子束,研制了直径为Φ100 mm钪酸盐热阴极组件,并建立了适应大面积热阴极实验环境的2 MV注入器试验平台.实验在二极管真空3.7×10-5Pa,二极管电压1.95 MV,脉宽120 ns(FWHM),阴极温度1120℃时,获得最大收集电流1038A,发射电流密度约13 A/cm2.试验结果表明,在...     

基于光导开关和平板线的固态脉冲功率技术

紧凑型固态化是脉冲功率技术发展的趋势,研究了基于 GaAs光导开关和陶瓷平板传输线的固态脉冲功率技术。紧凑型固态脉冲功率系统的关键部件主要包括固态陶瓷平板传输线,高功率 GaAs光导开关以及激光二极管触发系统。研究了单路 Blumlein脉冲形成线输出特性,分析了 GaAs光导开关非线性导通带来的损伤,并开展了单路 Blumlein脉冲形成线实验。结果表明：研制基于固态平板传输线、光导开关以及激光二极管触发系统的紧凑型脉冲功率具有可行性,负载上获得了超过20 kV的高压脉冲输出。     

硅基底上热解法生长CNT薄膜的强流脉冲发射特性

采用酞菁铁高温热解方法在直径为5cm的硅基底上生长了定向CNT薄膜,并对其强流脉冲发射特性进行了表征.测试结果表明,在单脉冲条件下,当宏观场强为11.7V/μm时,发射脉冲电流的峰值约为109.4A;而在双脉冲模式下,当第一脉冲峰值宏观场强为8.6V/μm,第二脉冲峰值宏观场强为5.4V/μm时,第一脉冲和第二脉冲峰值...     

固态平板Blumlein线中的GaAs光导开关导通电阻实验

为了研制紧凑型脉冲功率系统,开展了基于固态Blumlein线的GaAs光导开关(PCSS)导通电阻的初步研究实验。结合2mm厚固态平板Blumlein线,利用高功率脉冲激光二极管触发GaAs光导开关,在脉冲偏置电压下,GaAs光导开关非线性导通,经Blumlein线输出22.3 kV高压脉冲至负载,满足紧凑型脉冲功率系统的设计要求。通过偏置电压、输出电压以及Blumlein线阻抗估算光导开关的导通电阻约4.1Ω。另外,研究了GaAs光导开关非线性导通模式下的导通电阻与偏置电压和激光能量的关系。     

介质壁加速器关键技术

质子放射用于放射肿瘤治疗有良好效果,需要用到质子加速器。介质壁加速器(DWA)是一种基于固态脉冲形成线、光导开关和绝缘介质壁等关键技术为一体的新概念直线加速器,可用于质子肿瘤治疗。为此,介绍了研发新型医疗加速器的必要和介质壁加速器用于肿瘤治疗的优势:质子用于肿瘤治疗时,有明确的射程,可以使辐射剂量主要沉淀在肿瘤区域,提高治疗效果,降低对非肿瘤区正常组织的伤害;介质壁加速器加速梯度最高可达100 MV/m,可以有效实现加速器的小型化、紧凑化,降低建造以及运行维护成本。此外,重点介绍了中国工程物理研究院流体物理研究所在介质壁加速器关键技术研究所取得的进展,包括固态脉冲形成线技术,高梯度绝缘介质壁技术,光导开关及其触发技术,以及一种300 k V的脉冲功率源等。     

介质壁加速器用GaAs光导开关的通态电阻测量

GaAs光导开关可作为紧凑型脉冲功率系统的主要器件,如光导开关在介质壁加速器中的应用。为了研究通态电阻对开关性能的影响,采用平板传输线和同轴电缆作为脉冲形成线,测量了3mm电极间隙的GaAs光导开关的通态电阻。测量结果表明：电极间隙为3mm的GaAs光导开关的通态电阻为14．9Ω,光导开关通态电阻的存在将导致开关热损伤,降低脉冲功率系统的电压输出能力,缩短GaAs光导开关的使用寿命。