电子直线加速器加速系统制造技术的研究

本文基于工作实践了,分析了目前电子加速器加速系统在制造时的技术要求,并着重介绍了电子直线加速器加速系统中重要部件的制造技术,如加速管的制造技术、聚束管的制造技术以及耦合器的制造技术。希望有关人员加以借鉴和参考,从而对电子直线加速器加速系统制造技术进行更加深入的研究,从而探讨出更加完善的制造方案,推动整个电子直线加速器的应用进程。     

直线感应加速器强电磁干扰环境下的束流测量

束流参数测量能够给束流调试提供可靠依据,好的束流品质能够提高闪光照相的空间分辨力。在高能强流电子束束流参数测量及诊断系统工作环境中,针对存在的强大电磁干扰,通过采用光纤传输控制信号的措施,能很好地传输窄脉冲,信号延时抖动小,达到了高速信号的可靠传输要求,利用紧凑嵌入式方法,提高了抗电磁干扰的能力,实现直线感应加速器电磁干扰下的束参数测量。     

从太赫兹波到光波驱动的集成电子加速器研究进展

粒子加速器极大地推动了近代科学的发展。目前成熟的射频加速方案受限于不足100 MV/m的加速梯度,面临造价高、占地面积广、建设周期长等挑战,同时也限制了其在一些领域的应用和推广。因此,寻求新型的电子加速技术已成为加速器领域的重要研究方向。在更高频率的太赫兹和光频波段,太赫兹波导加速和电介质激光加速技术能够提供高达GV/m量级的加速梯度,近年来已相继实现了对非相对论和相对论电子的加速及相空间操控（如脉宽压缩、空间聚焦等）,并演示了级联加速方案,为实现小型化的集成加速器奠定了基础。未来,集成加速器有望在实验室范围实现大型射频粒子加速器的功能,并引起物理、化学、生命科学、医学等多学科领域的突破。为更好地把握集成电子加速器的发展,梳理了从太赫兹波到光波驱动的电子加速研究进展,介绍了相干电子源和束流控制的相关技术,并进一步展望了新型集成加速器的研究和应用。     

一种基于半导体激光器的电子加速方法

介质激光加速器是一种高梯度微纳结构的加速器,是未来加速器小型化的重要技术方向之一。本文提出了一种基于半导体激光器的介质激光加速器方案。在此种方案中,加速光栅位于谐振腔内部,省去了高功率激光耦合至加速光栅的外部光路,为介质激光加速器的级联提供了一种新的思路。文中着重研究了加速结构对谐振腔内部场分布的影响,给出了谐振腔场横向截面分布的仿真结果,阐述在该结构中采用高斯光束激励时电子束加速相位匹配的问题,研究了制备精度误差对场分布的影响,最后给出了对加工精度误差的最低要求。     

基于主动荷电的电荷感应粉尘浓度检测技术

静电电荷感应法在典型生产性粉尘检测中被广泛使用,但粉尘本身的静电量易受环境参数影响,且信号拾取难度较大,导致粉尘浓度检测相对误差较大。为降低检测误差,分析了主动荷电的电荷感应法的基本原理;通过研究不同种类粉尘在不同荷电电压下的粉尘检测信号信噪比,得到满足信噪比要求且不击穿的主动荷电电压值;研究了不同种类粉尘检测下限值;经过对比试验得到：主动荷电电荷感应法检测误差是14.2%,比静电荷感应法的误差小4.4%。     

直线感应加速器聚焦段的模拟

介绍了直线感应加速器聚焦段的结构模型,成功地使用了非均匀网格模型,实现了对直线感应加速器聚焦段的三维数值建模。利用独立编写的螺线管线圈和磁透镜计算程序,将磁元件的场分布设置到三维模型中。模型结合PIC与FDTD方法模拟聚焦段内电子注的传输、聚焦过程,并将结果与文献做比较,验证了模拟的正确性。模拟结果对直线感应加速器聚焦段的调试有一定的指导意义,为试验调节节省开支。     

加速电荷法快速求解雷击高塔辐射电场

雷击高塔时会在周围形成很强的电磁场,分析高塔辐射电磁场对雷电研究和雷电防护具有重要意义。就电磁场中的辐射电场部分,根据加速运动电荷产生辐射电场的基本原理,将雷电流等效为运动电荷,分别计算MTLE(Modified Transmission Line with Exponential Decay,回击电流随高度以指数减小)回击通道和高塔中电流产生的辐射电场,进而得出雷击高塔总辐射电场。结果表明,高塔辐射电场在总辐射电场中所占比例很大,在初始时间总辐射电场波形不断振荡出现多个峰值,然后缓慢下降,其多次振荡波形主要取决于高塔中雷电流的多次反射和透射过程。高塔上方回击通道对辐射电场有一定的贡献,提高了总辐射电场的首次峰值,使得电场强度幅值得以增加。加速电荷方法直接给出了每个过程所辐射出的电场,避免了常规计算方法中复杂电流的积分和微分运算过程,也有助于理解雷击高塔辐射机理。     

基于直线感应加速器的非相干太赫兹源设计

太赫兹波的产生途径有很多,本文通过理论设计和数值计算模拟了利用强流直线感应加速器神龙一号来产生 THz波。神龙一号直线感应加速器能够产生最大能量~20 MeV、束流强度~2 kA、脉冲宽度~60 ns 的脉冲电子束,脉冲电子束以不同能量通过偏转半径不相同的偏转磁铁后可以辐射出具有连续频率的太赫兹波。模拟计算了不同能量下的电子束通过偏转半径分别为0.2 m、0.5 m和1 m的偏转磁铁后得到的太赫兹波频率与电子束能量、磁铁偏转半径等的关系,太赫兹波的频率范围可达0.1 THz~9 THz,最大瞬时辐射功率~0.5 W。最后根据神龙一号直线感应加速器漂移段布局,设计得到偏转半径为0.5 m的偏转磁铁结构以及模拟结果。     

基于可编程控制器的工业用电子加速器控制系统

全面介绍了一个基于可编程控制器的工业用电子加速器控制系统．它的计算机控制系统采用西门子公司生产的SIMATIC-S7300系列的可编程控制器（PLC）作为核心设备,先进的硬件技术和优化的软件设计使整个系统的可靠性、可扩充性和可维护性都大大地加强。     

电荷离散化时介观电子谐振腔的量子线路方程与量子电流

基于电荷的离散性,运用最小平移算符的性质,研究介观电子谐振腔中量子电流的性质,给出量子Kirchhoff方程、量子电流关系式以及电流的量子涨落.结果表明,基于电荷量子化的事实,谐振腔中电荷具有量子振荡行为,量子电流关系及其量子涨落分别与电荷量子、Planck常数等有关,大小决定于体系的自感参量.     

电荷离散化时介观电子谐振腔的量子线路方程与量子电流

基于电荷的离散性,运用最小平移算符的性质,研究介观电子谐振腔中量子电流的性质,给出量子Kirchhoff方程、量子电流关系式以及电流的量子涨落.结果表明,基于电荷量子化的事实,谐振腔中电荷具有量子振荡行为,量子电流关系及其量子涨落分别与电荷量子、Planck常数等有关,大小决定于体系的自感参量.     

单电子晶体管用于电荷检测的研究

单电子晶体管可用作超灵敏电荷计进行高灵敏电荷检测。首先建立了单电子晶体管电荷检测的电路模型,阐释了其电荷检测机制;然后利用COMSOL和MATLAB软件对检测过程进行了模拟研究,分析了不同电荷量和检测距离时单电子晶体管库仑岛的电势,并研究了电荷量、检测距离及电荷间静电耦合对单电子晶体管电导的影响。结果表明,单电子晶体管电荷检测时工作点和检测距离决定其电荷检测的量程,最佳检测距离应设置在电导-距离曲线的斜率最大处。     

电子倍增CCD中电荷载流子倍增寄存器的分布式等效电路模型

为了研究电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)中电荷载流子倍增寄存器(CCM)内部电荷的倍增及转移特性,提出了一种适用于CCM的电荷传输机制仿真的分布式等效电路模型.利用泊松方程求解了均匀掺杂条件下CCM单元的电势分布,通过基尔霍夫电压定律(KVL)得到了该单元的最大电势表达式,从而得到了其分布式等效电路.同时,结合该单元...     

加速差动输出的测量

引言 在进行差动线路驱动器元件的测试时,必须测量每个驱动器的两输出端的差动电压.对于关键性的线性应用,还必须进行三种不同的测试以确保器件在不同的负载下发挥作用.在德仪,我们称这些测试为VOD1、VOD2和VOD3测试.     

背景电荷对单电子晶体管性能的影响及解决方法

在分析单电子晶体管(Single Electron Transistor，SET)I-V特性基础上，阐明了背景电荷对SET I-VGS特性和I-VDS特性的影响，并针对SET工作的不同情况，提出了解决背景电荷问题的几种不同方法。举例说明了其中的一种抑制SET积分器电路背景电荷的方法，仿真结果证实了其有效性。文中所提出的解决背景电荷问题的方法同样适用于其它SET电路。     

单电子晶体管探针的电荷检测机制（英文）

单电子晶体管(SET)具有极高的电荷灵敏度,是一种超灵敏电荷计。在先前工作的基础上,首先建立了电荷检测的电路模型,该SET扫描探针系统将SET器件集成制备在探针针尖上。然后利用从已制备的SET探针系统中提取的器件参数,模拟研究了该探针系统对直流偏置的量子点(QD)进行电荷检测的过程,分析了探针系统的耦合系数、电压灵敏度及空间分辨率等性能参数。模拟结果表明,随着探测距离的增加,探针的电导响应减弱。该SET探针系统的电压灵敏度高达10~(-6) V/Hz~(1/2)、空间分辨率大于100 nm。通过模拟,最终获得了该探针系统的量子点的二维电势分布图。     

原子能院电子直线加速器技术的研究与应用

加速器技术作为核技术应用的源头技术之一,推动了核科学技术与应用的发展。中国原子能科学研究院是中国核科学技术的发祥地,在中低能电子直线加速器研究与应用方面进行了持续研究,取得了多项成果,研究开发了具有自主知识产权、型谱化、系列化的无损检测电子直线加速器和电子辐照直线加速器,在工业、农业、安全等领域得到了有效应用,在我国国防建设、国民经济发展中发挥了重要作用。