印制电路板X射线瞬态响应计算

印制电路板的X射线瞬态辐照响应是系统电磁脉冲(SGEMP)效应主要研究内容之一。脉冲X射线辐照后,电荷的重新分布在印制电路板布线上会引起电压电流响应。建立了两种结构印制电路板瞬态辐照响应的传输线计算模型,并介绍了计算模型中电流源、电容参数的物理意义及其计算方法;该模型考虑了电子的运动规律及响应的产生机理,适用于瞬态辐照响应规律研究和工程预估,采用的方法和思想可以应用于其它复杂结构印制电路板瞬态辐照响应的模拟。最后,给出了一个计算实例。     

直流X射线模拟电缆X射线响应的可行性

本文对电缆X射线辐照响应的机理和模拟方法进行了研究,分析了电缆直流和脉冲X射线辐照响应的异同。建立了带状电缆X射线辐照响应一维计算模型,该模型包含电缆屏蔽层和介质层间隙、介质层瞬态辐射感应电导率等计算模型,模拟了带状电缆直流和脉冲X射线辐照电流响应。模拟结果表明,在X射线注量相同的条件下,电缆直流和方波脉冲X射线响应具有类似的波形特征及相同的间隙电压。因此,在该计算模型描述的电缆X射线辐照响应机制下,可利用直流X射线开展相应的脉冲X射线辐照响应机制模拟。     

屏蔽电缆X射线辐照非线性效应模拟

本文分析了X射线辐照电缆的物理过程,建立了电缆介质层辐射感应电导率(RIC)和间隙效应计算模型,采用有限元方法模拟了电缆X射线辐照非线性效应,给出了诺顿等效电流源(NCD)的非线性响应规律。模拟结果表明,仅考虑RIC效应时,随着X射线注量的增加,NCD幅度存在明显的饱和现象,波形宽度逐渐变窄;仅考虑间隙效应时,NCD幅度近似正比于间隙宽度;当同时考虑两种效应时,间隙效应将会大幅抵消RIC对NCD的影响。因此,在预估核爆环境下屏蔽电缆的X射线辐照响应时,需综合考虑RIC和间隙非线性效应的影响。     

SIP外壳内受X射线激发的电磁干扰环境

本文估算了系统级封装（SIP）外壳内，受脉冲X射线辐照产生的电磁干扰（EMI）环境。首先通过蒙特卡罗数值方法计算了可伐合金及印制电路板（PCB）表面受X射线辐照激发电子的产额和能谱，并基于该计算结果开展了电子自洽运动的数值模拟。利用时域有限差分法（FDTD）和粒子模拟技术（PIC）对电子产生电磁场的过程进行了仿真。计算结果表明，电子的运动使得电子发射面附近的EMI环境最强。此外，从频谱可看出，电磁干扰主要集中在低频部分，且频率取决于X射线的时间参数。通过减小SIP外壳的受辐照面积及高度可降低外壳内的EMI环境强度。     

不同能量光子辐照电缆响应规律研究

利用时域传输线(TL)方法计算了不同能量光子辐照同轴屏蔽电缆时的响应规律。计算结果表明：光子能量不同时,电缆介质层中沉积电荷分布不同导致电缆响应极性发生了变化;光子能量增大到一定值后,响应变化幅度很小;1MeV的单能电子经钽靶发生韧致辐射后在电缆上的瞬态辐照响应是前向电子和光子在电缆上响应的综合,两者在电缆上的电压响应均为负值,幅度差别在1.8倍以内;钽靶后面增加一定厚度的铝材料,可明显减小前向电子在电缆响应中的比例。     

双极型晶体管线路瞬态γ辐照效应的模拟计算和实验验证

在ＰＣ上开发了双极型晶体管电路瞬态γ辐照效应的模拟计算程序Ｍ－ＴＲＡＣⅡ,建立了相应器件模型参数的测试方法,并进行双极型晶体管线路瞬态γ辐照效应实验验证工作,计算结果与实验结果符合得较好,说明该模拟技术和实验方法是可行的可靠性。     

CMOS运算放大器在不同辐射环境下的辐照响应

介绍了ＬＦ７６５０ ＣＭＯＳ运算放大器在＾６０Ｃｏγ射线,１ＭｅＶ电子了４,７,３０ＭｅＶ不同能量质子辐照环境中的响应规律及＾６０Ｃｏγ射线和１ＭｅＶ电子辐照损伤在室温和１００℃高温条件下的退火特性,探讨了引起ＣＭＯＳ运放在不同辐射环境中辐照响应出现差异的损伤机理,并对ＣＭＯＳ运放电路在不同辐射环境中表现出的与ＣＭＯＳ数字电路不同的响应特征给予了解释。     

强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量的蒙特卡罗模拟

本文利用蒙特卡罗程序FLUKA建立了强激光与固体靶相互作用所致硬X射线剂量估算模型,通过与文献结果进行比较,对计算模型进行了验证。利用该计算模型研究了不同电子温度、不同靶材料(包括金、铜和聚乙烯3种常见靶材)和厚度对X射线剂量的影响。计算结果表明,X射线剂量与电子温度密切相关,并会受到靶参数的影响。相同靶厚情形下,Au靶产生的X射线剂量约为Cu靶产生的X射线剂量的1.2倍,约为PE(聚乙烯)产生的X射线剂量的5倍。另外,相较于其他靶厚,当选取电子的平均射程为靶厚时,产生的X射线剂量较大。这些计算结果将为强激光装置中电离辐射剂量的评估提供相关参考。     

非均匀土壤中埋地电缆HEMP响应研究

为进一步研究埋地电缆在高空核爆电磁脉冲(HEMP)辐照下的电磁瞬态响应,采用了电特性更接近实际情况的双层大地土壤模型,基于传输线方程计算了在HEMP平面波垂直入射下,分层大地土壤中埋地电缆的端接负载响应。分析了电导率分层结构、上层土壤厚度及埋地深度等因素对电缆端接负载感应电流的影响。该研究结果可供EMC设计时参考。     

12位双极数模转换器高低剂量率的辐射效应

通过对12位双极数模转换器在60Co γ射线的高低剂量率的辐照实验和室温退火实验的对比分析,发现数模混合电路在不同剂量率辐照下的电离辐照响应有很大差异.这种混合电路不但表现出明显的低剂量率损伤增强效应,而且表现出时间相关效应.结合辐射响应测试过程和空间电荷模型,对其损伤模块和辐射损伤机理进行初步探讨.     

无限大芯部热容板翅式回热器动态性能研究

针对高温气冷堆直接氦气透平循环中的板翅式回热器，研究提出一仅考虑回热器芯部热容的集总参数模型，即无限大芯部热容的集总参数模型，并利用四阶龙格 库塔方法求解该模型，求解过程中考虑温度对气体物性的影响。利用该模型，分析了在入口温度、流量阶跃和斜坡扰动下回热器出口温度的响应过程。在此基础上，分析了高温气冷堆直接氦气透平循环中的功率调节过程及透平甩负荷过程时回热器出口温度和芯部温度的响应过程。     

ASD IC for the thin gap chambers in the LHC Atlas Experiment

An amplifier-shaper-discriminator (ASD) chip was designed and built for Thin Gap Chambers in the forward muon trigger system of the LHC Atlas experiment. The ASD IC uses SONY Analog Master Slice bipolar technology. The IC contains 4 channels in a QFP48 package. The gain of its first stage (preamplifier) is approximately 0.8 V/pC and output from the preamplifier is received by a shaper (main-amplifier) with a gain of 7. The baseline restoration circuit is incorporated in the main-amplifier. The threshold voltage for discriminator section is common to the 4 channels and their digital output level is LVDS-compatible. The IC also has analog output of the preamplifier. The equivalent noise charge at input capacitance of 150 pF is around 7500 electrons. The power dissipation with LDVS outputs (100 Ω load) is 59 mW/ch     

线缆瞬态辐照响应的数值研究

应用Holland细线模型和时域传输线模型,并结合实验结论,对裸线、带保护层导线以及同轴电缆3种线缆的瞬态响应进行了数值研究。结果表明：对于裸线,负载较小时,负载的变化对负载电压电流、负载功率和负载能量的影响不大,负载较大时,对响应的影响较大;负载增大时,负载电流响应脉宽增加、幅度减小,负载功率存在最大值,但负载吸收能量却一直增大;负载响应与导线半径成正比、与光子能量成反比。对于带保护层导线,变化保护层厚度时,负载响应存在峰值。相同光子能量和芯线半径条件下,带保护层导线比裸线的响应小,同轴电缆比带保护层导线的响应小,减小幅度与光子能量有关。     

一种基于电流反馈芯片的电荷灵敏快前放设计

介绍了一种基于电流反馈运算放大器(CFOA)的快电荷灵敏放大电路。通过一个小电阻的引入避免了CFOA电路直接电容反馈所引起的电路不稳定问题,通过反馈电阻和反馈电容的适当取值降低了噪声。经过测试,其带宽可达200MHz,时间分辨率可达125ps。该前放具有高带宽、高性噪比、高时间分辨率等特点,已成功应用于兰州重离子加速器单粒子效应地面模拟实验TR5终端。     

Detailed Analysis of the Transient Voltage in a JT-60SA PF Coil Circuit

A superconducting coil system is actually complicated by the distributed parameters, e.g. the distributed mutual inductance among turns and the distributed capacitance between adjacent conductors. In this paper, such a complicated system was modeled with a reasonably simplified circuit network with lumped parameters. Then, a detailed circuit analysis was conducted to evaluate the possible voltage transient in the coil circuit. As a result, an appropriate (minimum) snubber capacitance for the Switching Network Unit, which is a fast high voltage generation circuit in JT-60SA, was obtained.     

Transient Radiation-Induced Response of MOS Field Effect Transistors

It was found that the radiation-induced leakage current across the gate-to-substrate and the drain-to-substrate semiconductor junction dominates the behavior of MOS field effect transistors for small gate impedances. The smaller radiation-induced gate leakage current consists, to a large extent, of components due to secondary emission and air ionization effects. For large gate impedances, the gate leakage current can be important because of a modulation of the gate bias. The voltage dependence of this leakage current is also discussed. Based upon these findings and the physical structure of the device, an equivalent circuit model has been developed to predict the behavior of devices of this type in a transient radiation environment. The model consists of a standard nonradiation equivalent circuit modified by the inclusion of elements to describe the substrate junctions and the addition of current generators in parallel with the gate-to-substrate and the drain-to-substrate capacitances to account for transient radiation effects. A voltage dependent gate-to-channel current generator can also be included to describe the gate leakage current. The utility of the model was confirmed by comparing the predicted behavior of radiation-induced responses with responses observed at a flash X-ray. The equivalent circuit model developed is suitable for use with existing automated circuit prediction techniques and contains parameters measurable with standard instrumentation procedures.     

Transient Process of Stray Capacitance for PSM High Voltage Power System

At present, based on the features of Pulse Step Modulator (PSM) technology in high voltage power supply (HVPS) is applied to drive the auxiliary heating system in domestic and foreign Tokomak facility. Before design of PSM HVPS, it is necessary to consider the effect of stray parameter existed in HVPS on the dynamic process of HVPS and load. In this paper, based on PSM technology 50 kV HVPS have been completed which is built for EAST auxiliary heating system and the relationship between the stray capacitance and leakage impedance respectively existed in the oil isolation transformer and dry multi-secondary winding transformer is discussed. Finally a stray parameters electrical circuit model of HVPS is presented. At last, from the results of experiment,it is consistent with the results of simulation.     

电荷积分放大电路对测量电离室时间响应速度的影响

测量放大器的时间响应速度直接影响电离室时间响应速度的测量研究。本文介绍了选用电荷积分放大器设计测量电路的原因,分析了用稳定辐射源照射电离室单元产生阶跃电流信号的机理,提出了通过测量电流信号变化的过程来研究放大器时间响应速度的方法。通过实验研究了放大器的时间响应速度与探测器单元极间电容、放大器输入端保护电阻以及反馈积分电容大小的关系,得出放大器的时间响应速度与电离室极间电容和保护电阻的时间常数有关,而与反馈积分电容大小无关。这为电离室和测量电路的设计提供了理论指导。     

模拟二回路环境下乙醇胺与3-甲氧基丙胺复合水工况对304L不锈钢的缓蚀特性

乙醇胺（ETA）作为碱化剂对减缓核电站二回路系统的腐蚀有良好效果。为增强ETA的缓蚀效果,进一步减少腐蚀产物向蒸汽发生器的迁移,本文研究了3 mg/L ETA与不同浓度（01、03、05、08 mg/L）3 甲氧基丙胺（MPA）复合水工况对304L不锈钢的缓蚀特性,通过高压釜高温挂片模拟二回路条件,并通过微分电容曲线与原子力显微镜（AFM）力曲线测试结合的表征手段对其缓蚀机理进行了探讨,并对其进行了形貌表征。微分电容曲线表明,ETA+MPA复合水工况可更好地抑制304L不锈钢表面的腐蚀,溶液中有机胺分子吸附在金属表面,改变了金属表面的双电层结构,并使金属电极的零电荷电位正移,吸附数据拟合结果符合Flory Huggins等温线模型。AFM力曲线结果显示,有机胺在304L不锈钢表面具有黏附力特征,这验证了不锈钢表面微分电容的变化,即有机胺浓度越大、有机胺的吸附层越致密均匀,在不锈钢表面的覆盖度越大,缓蚀效率越高;高温挂片的形貌分析（SEM）、成分分析（EDS）结果与上述微分电容曲线、AFM力曲线分析结果表现出一致性。