强流相对论电子束二极管的模拟计算

文章用一个2 1/2维二极管模拟程序,研究了不同形状的无箔二极管在不同电压、不同导引磁场下的电子束输出特性。程序考虑了空间电荷效应,束流自磁场的各个分量及电子的三维运动,并使用了Child-Langmuir发射定律,计算上采用非均匀差分网格。计算结果表明,二极管形状及所加电压和磁场对输出电子束都有很大影响。导引磁场越强,输出束流越大,发散性越小。磁场大到一定程度后,束流不再增加,反而稍有降低。     

强流脉冲电子束加速器二极管的诊断触发问题

一、引言二极管是强流脉冲电子束加速器(REBA)的关键部件(见图1),粒子束的产生和聚焦是在二极管里完成的。二极管性能的研究主要依赖于对束流的诊断,而诊断包括电压、电流、束流能量、X射线辐射测量等等,通常要用多种方法对上述参量进行联合诊断,以互     

强流相对论性电子束在中性气体中传输时电流中的过程的研究

研究强流相对论性电子束(660kV,40kA,100ns)在中性气体氢(13—2600Pa)中传输时电流中和特性。实验发现:随着本底气体压强自低到高的过渡,电流中和效应先是由弱到强,继而由强到弱,当压强在133.3Pa左右,测得的最小电流中和比～15%。基于对束流传输时气体电离和带电粒子运动的分析所做的电流中和过程的数值模拟,较好地解释了实验结果,且对束流传输时内部的电流、电磁场和带电粒子密度分布等的变化作了相应研究。     

用于工业辐照的强流脉冲电子束装置

工业电子辐照对加速器的要求:电子能量300keV—3MeV;束功率10—100kW;电子辐照剂量10~4-10~5Gy。重复频率强流脉冲电子束装置可以成为这类小型加速器的品种之一。脉冲强流电子束束流很强,可达几十到几百kA;脉冲束功率可达10GW—1TW,关键问题在于提高它的工作重复频率。     

SKDll模具钢的强流脉冲电子束辐照改性

本文介绍强流脉冲电子束(HCPEB)材料表面改性原理,采用模具钢SKDll进行辐照处理实验.对处理样品表面进行形貌观察,发现熔坑面密度及粗糙度随脉冲处理次数的增加而减小.X射线衍射分析证实,多脉冲处理条件下表面改性层中碳化物发生溶解,形成高奥氏体含量的重熔组织,而过多的能量注入会使奥氏体发生再度分解.磨损性能测试表明,在低电压(19.8 kV)处理情况下,耐磨损性能得到改善,脉冲次数为8次时处理样品的耐磨性达到最佳,这与表面改性层中碳化物及奥氏体的相对含量变化密切相关.     

强流脉冲电子束加速器的安全防护评价

一、前言强流脉冲电子束加速器的主要特点是短脉冲、高电压、强束流。这类加速器在模拟核爆、惯性约束聚变、等离子体物理、爆轰物理和激光等许多领域中得到了广泛的应用和发展。这类加速器的安全问题,主要包括强脉冲x射线和中子的防护,高电压的安全和有毒气     

强流电子束在薄靶中的能量沉积

由测量飞散离子判定了强流电子束在薄靶中的能量沉积。飞散离子能量的测定是根据飞行时间法及阻滞电压测量。结果表明,对于高Z靶,能量沉积与经典的能量沉积相符合;对低Z靶,能量沉积比经典的能量沉积高一些。     

强流相对论电子束传输过程中的电荷中和理论

讨论了有外加磁场情况下,强流相对论电子束传输过程中的电荷中和理论,着重讨论了二次电子逃逸时间和外加磁场对空间电荷中和的影响。得知当电子束半径大于2.0 cm 时,在计算空间电荷中和时间时就得考虑二次电子逃逸时间的影响。在一定条件下,外加磁场对空间电荷中和有阻碍作用,对于长漂移室,存在空间电荷中和允许的磁感应强度上限。     

强流脉冲离子束产生的实验研究

分析了箍缩反射离子的工作原理，实验研究了二极管结构参数对其电参数的影响。在200kV加速器装置上获得了最大峰值2.lkA、脉宽约20ns、束能5．5J的离子流，最大离子产生效率达到6.2％。     

强流相对论电子束调制的空间电荷波理论分析

从基本的电磁场原理出发,比较详细地介绍了强流相对论电子束在漂移管中的色散特性,以及强流相对论空心电子束在激励源作用后的一种小信号群聚理论——空间电荷波理论。理论分析表明,强流空间电荷效应改变了经典速调管中电子束在漂移管中的能量分布以及群聚特性,缩短了最佳群聚距离。利用 500 kV,3 kA,脉宽约 1.4 μs 的空心电子束,注入 70 kW 的微波调制,束流经过输入腔后,得到了约 9.8%的基波电流调制深度。理论分析与实验结果在一定漂移距离内吻合得较好。     

SKD11模具钢的强流脉冲电子束辐照改性

本文介绍强流脉冲电子束（HCPEB）材料表面改性原理,采用模具钢SKD11进行辐照处理实验。对处理样品表面进行形貌观察,发现熔坑面密度及粗糙度随脉冲处理次数的增加而减小。X射线衍射分析证实,多脉冲处理条件下表面改性层中碳化物发生溶解,形成高奥氏体含量的重熔组织,而过多的能量注入会使奥氏体发生再度分解。磨损性能测试表明,在低电压（19．8kV）处理情况下,耐磨损性能得到改善,脉冲次数为8次时处理样品的耐磨性达到最佳,这与表面改性层中碳化物及奥氏体的相对含量变化密切相关。     

强流电子束在薄靶中能量沉积的模拟计算

一、引言美、日等国发表过利用强流相对论电子束打靶的实验与理论工作。本文采用MonteCarlo方法模拟计算强流电子束在薄靶物质中的能量沉积。目的是配合中国原子能科学研究院17室强流电子束加速器的物理实验,提供一些理论解释。     

箍缩反射离子二极管产生的强流脉冲离子束特性

通过对离子束流密度分布的测量和对被离子束轰击的铜箔不同半径处表面微观形貌的分析,研究了200kV箍缩反射离子二极管产生的离子束特性。结果表明：轴线上离子束流密度最大。     

中性粒子对强流脉冲离子二极管工作过程的影响

研究了强流脉冲离子二极管中阳极等离子体中的冷中性粒子与束离子的电荷交换条件以及电荷交换作用对空间电荷限制电流密度的影响，电荷交换作用产生的热中性粒子快速充满二极管间隙，并被电离，可引起二极管间隙短路。     

强流溅射源负离子出束实验研究

在离子源实验台架上，利用200型强流溅射离子源进行8种元素的负离子出束实验研究。这些负离子对应元素的电子亲合势大部分接近或小于零，负离子难以形成。实验中尝试使用不同的靶材料和辅助气体产生负离子，以提高负离子束的束流强度。     

10~(11)瓦强流相对论性电子束加速器

本文是我们所研制的10~(11)瓦强流相对论性电子束加速器的总结报告。文章给出了该设备的指标、技术数据、各部份结构及实验结果。我们对整个设备进行了较全面的测试,设计与实测值基本一致。     

强流脉冲电子束轰击对单晶Si表面形貌的影响

用强流脉冲电子束技术对两种取向的单晶Si片进行了表面轰击,对电子束诱发的表面形貌进行了分析.实验结果表明,当能量密度～3 J/cm2时,轰击表面开始形成大量的熔坑.能量密度～4 J/cm2时,表面开始出现微裂纹,微裂纹的形态与单晶Si的晶体取向密切相关;强流脉冲电子束轰击能够诱发表层强烈的塑性变形,[111]取向单晶Si表面出现剪切带结构,而[001]取向单晶Si表面变形结构则以微条带为主;此外,变形区域内还出现大量<100 nm的微孔洞形貌,这些微孔洞的形成为制备表面多孔材料提供了可能.     

钛离子注入9Cr18钢的强流脉冲电子束后处理

对９Ｃｒ１８钢经Ｔｉ＾＋离子注入后又使用脉冲强流电子束进行了表面辐照处理用ＡＥＳ分析了注入层的成分,考查了电子束处理前后的硬度,并讨论了脉冲强流电子对离子注入金属材料表面成分产生辐照增强扩散的影响。     

强流脉冲电子束表层改性过程的三维温度场数值模拟

采用了柱坐标系下的轴对称(三维简化)温度场模型,对低能(1～6J·cm-2)、强流(10～40kA·cm-2)、短脉冲(1～6μs)电子束辐照靶材过程中的温度场演化进行了数值模拟.结果表明,靶材经强流脉冲电子束轰击后,亚表层(深度0.12～0.24μm,径向0～0.13cm范围内)首先完成固液相变,熔体迅速突破外表层,形成火山坑;随后熔化层迅速扩大到深度0.99μm,径向约2.01cm范围内;辐照过程中的升降温速率达108～109K·s-1.随后的试验结果显示,重熔层深度约为1～2μm,辐照边界出现明显的过渡区,表层晶粒得到细化,这与模拟结果吻合.