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。     

偏压电荷收集器阵列的研制

分析了偏压电荷收集器测量强流脉冲离子束的原理和影响测量准确度的主要因素；研制了13路偏压离子电荷收集器阵列，利用该装置测量了“闪光二号”加速器高功率离子束的束流密度分布，并对测量结果进行了简单分析。     

偏压电荷收集器测量HPIB的原理和实验

介绍了偏压电荷收集器的结构，分析了利用其测量HPIB束流强度的原理，利用KARAT PIC软件模拟了偏压电荷收集器内部的电荷输运过程，模拟结果表明HPIB在偏压电荷收集器内部电荷中和而电流不中和，从而证实了电荷中和假设和这种装置测量HPIB的准确性。另外还分别对几何参数和偏置电压对偏压电荷收集器的影响进行了模拟，在德拜长度范围内，孔径的大小为0．6-0．8mm比较合适，偏压为-800V就可满足峰值能量为500keV HPIB的测量要求，实验验证了偏压大小与离子收集效率之间的关系。     

EAST托卡马克上截面效应对电荷交换复合光谱测量结果的影响

离子温度和旋转速度是聚变等离子体中的重要物理参数,在先进实验超导托卡马克EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)上电荷交换复合光谱(Charge e Xchange Recombination Spectroscopy,CXRS)诊断是测量这些物理参数的标配诊断之一。由于截面效应的存在,CXRS诊断测量的谱线线型会受到影响,导致得到的离子温度和旋转速度偏离实际值,为了得到真实值,需要对离子温度和旋转速度进行修正。在EAST上,分别采用常用的动力学理论和数值计算方法对测量到的实验数据进行修正,同时对比两种方法对截面效应的修正结果,可以看出两种方法得到的结果趋势基本一致。对2015年EAST上电荷交换复合光谱测量到的典型的实验数据进行修正,结果表明在目前的放电条件下截面效应对离子温度的影响比较小,而对旋转速度的影响低于10%。     

超短脉冲激光与固体等离子体相互作用实验研究

实验研究了超短脉冲激光（744nm/120fs/12mJ）与固体（Cu）等离子体相互作用产生超热电子的能谱与角分布,利用电子磁谱仪与成像板（IP）探测器测量能谱,采用IP在入射平面内测量角分布。在无预脉冲、P极化激光45°斜入射下,采用Maxwellian分布拟合得到的超热电子温度为46keV,超热电子主要沿靶法线方向发射。产生超热电子的主导机制为真空加热,等离子体的电荷分离势约为70keV。     

低速重离子在热等离子体中电子能量损失的Z1振荡效应

关于离子束和等离子体相互作用的实验和理论结果现已有大量报道【’一幻。这些研究的最重要的结果就是重离子在热等离子体中的能量损失较之在冷物质中有显著增强，而且离子的有效电荷也较在冷物质中大大增加。关于在冷物质中低速重离子电子阻止本领的电荷ZI振荡在实验上和理论上都有明确的结论＊司，而在等离子体中，低速重离子阻止本领随着＆的变化还没有得到较透彻的研究。我们应用量子散射理论具体计算了热等离子体靶对低速重离子的电子阻止本领。应用散射理论，带有电荷为ZI，速度为［）的重离子贯穿热等离子体时的电子阻止本领为（dE…     

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。     

一种飞行时间法读出电路

本文介绍了北京谱仪飞行时间法电子学中的读出电路部分。它同时测量闪烁探测器的信号到达时间和信号的电荷量,以利用电荷量对时间移动进行离线修正。     

4H-SiC探测器对强激光等离子体下反应产物的测量

研制了一款采用PCB(Printed Circuit Board)板封装、直接信号波形采样引出、用于激光等离子体飞行时间测量的4H-SiC探测器,探测器灵敏面积5 mm×5 mm,灵敏层厚度80μm,全耗尽电压为350～600 V。利用标准α源和强激光反应产物对4H-SiC的性能进行了测试:标准α源(~(228)Th,~(226)Ra)的能量刻度表明,4H-SiC探测器具有良好的能量线性响应,能量分辨率达到1.19%@7 666.75 keV,具有2～3 ns的快时间响应和飞行时间离子甄别的功能,是用于强激光等离子体反应产物的离子诊断和能量测量的有力工具。     

BEPCII直线加速器发射度丝靶测量及软件开发

丝靶探测器是一种可以精确测量束流截面尺寸的装置。近年来,BEPCII在注入器末端安装了一组丝靶探测器,用来测量直线加速器出口的束流发射度,改进优化了束流截面和发射度测量计算的方法,提高了数据处理速度。同时,根据BEPCII丝靶测量流程,开发了发射度测量计算软件,实现了束流尺寸和发射度的实时在线测量,进一步提高了发射度的测量速度,为BEPCII的注入优化提供了参考。     

基于能量-速度关联技术的裂变产物质量分布测量方法研究

采用能量E-速度v关联技术测量裂变产物碎片的动能和飞行速度能精确测定裂变产物核的质量。本工作主要研究能量-速度关联技术的可行性并解决相关关键技术。实验测量系统由飞行时间测量单元、能量探测器和真空靶室系统组成。实验中用1对微通道板探测器测量粒子飞行时间来确定粒子速度,金硅面垒探测器测量粒子能量。对于~(241) Am放射源5.48 MeVα粒子,飞行时间测量系统时间分辨(FWHM)为186ps,金硅面垒探测器能量分辨(FWHM)为44keV。实验完成了~(252) Cf自发裂变源产物质量分布试测量。初步实验结果显示,裂变产物质量分布在110amu(amu为原子质量单位)的位置时,其质量分辨为1.6amu。     

CSR外靶实验终端大型探测器读出电子学研制

兰州重离子加速器-冷却储存环外靶实验终端大型探测器中子墙和TOF墙分别共有504个和360个通道用于测量中子和带电粒子的飞行时间,需要高精度时间测量的读出电子学系统。研制的8通道读出电子学模块采用了前沿定时的时间测量方法、基于TOT技术的电荷测量方法和PXI总线平台,电子学测试结果显示时间测量精度好于25ps。     

BESIII飞行时间电子学中的电荷测量

第三代北京谱仪飞行时间探测器读出电子学中的电荷测量电路采用非门控的电荷-时间转换,对经前放放大并差分输出的448路飞行时间探测器信号在180-5000mV动态范围内进行电荷测量,误差<10mV,用于消除时间游动效应,保证读时间测量误差好于25ps。该电路具有简单、工作稳定的特点,适用大规模物理实验的多通道系统。     

用组合叠层CR-39固体径迹探测器测量加速器厚铍靶9Be(d,n)反应中子能谱

采用组合叠层CR-39固体径迹探测器实验方法测量了加速器D（d,n）反应产生的5MeV与2MeV准单能中子能谱。进而测量了入射氘离子能量为3MeV时加速器厚铍靶9Be（d,n）反应的中子能谱,与已有的飞行时间法的测量结果基本相符。在此基础上,用该法又测量了入射氘离子能量为1．5MeV时加速器厚铍靶9Be（d,n）反应的中子能谱,结果符合较低能量氘离子与厚铍靶发生9Be（d,n）的核反应的物理过程。     

BESⅢ飞行时间电子学中的电荷测量

第三代北京谱仪飞行时间探测器读出电子学中的电荷测量电路采用非门控的电荷-时间转换,对经前放放大并差分输出的448路飞行时间探测器信号在180-5000 mV动态范围内进行电荷测量,误差<10 mV,用于消除时间游动效应,保证读时间测量误差好于25 ps.该电路具有简单、工作稳定的特点,适用大规模物理实验的多通道系统.     

托卡马克弯晶谱仪双晶体结构应用的初步研究

X射线弯晶谱仪作为托卡马克装置等离子体温度和旋转速度等参数诊断测量的重要手段之一,通常利用单晶体衍射分光来测量某种特定杂质的特征谱,这也限制了弯晶谱仪所能测量的等离子体温度范围。为解决更高温度等离子体测量问题,有效提高目前弯晶谱仪诊断系统温度测量范围,用双晶体代替原有单晶体,通过选择合适的晶体和Bragg衍射角组合,利用同一个探测器同时测量类氢和类氦的氩离子光谱,实现更高更宽温度范围测量。本文就东方超环(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)弯晶谱仪双晶体应用方面的设计和技术实现进行了阐述,并首次在EAST装置上成功实现了氩离子类氦和类氢谱线的测量,利用类氦线和类氢线拟合得到的氩离子温度非常接近,验证了双晶体结构的可行性。     

170MeV硫离子入射引起的反冲氩离子产额

利用１７０ＭｅＶ的Ｓ＾９＋与Ａｒ原子气体靶发生碰撞反应,采用高能离子引起的多重电离的飞行时间技术,测量了反冲击离子相对产额,并与多体经典轨道蒙特卡罗理论的计算结果进行了对比分析,发现理论低估了较高电荷态反冲离子的产额。     

EAST托卡马克电荷交换复合光谱诊断的绝对强度标定

电荷交换复合光谱(Charge e Xchange Recombination Spectroscopy,CXRS)诊断系统主要用于等离子体旋转速度和离子温度的测量。CXRS诊断的另外一个重要应用是通过测量光谱的绝对强度来确定杂质离子的密度,因此需要对系统进行绝对强度标定。在实验前通过精确校准过且各个波长强度已知的积分球光源对系统进行初步的标定;在实验过程中又利用托卡马克装置中等离子体自身产生的轫致辐射对系统的强度标定进行了进一步的检验。通过比较轫致辐射强度的实验测量值和理论计算值,可以发现两种方法得到的结果虽然存在一定的误差,但是它们的趋势是一致的。实验结果表明,利用轫致辐射进行绝对强度标定是可行的。     

平面工艺Si电流型X射线探测器研制

该项目主要研究X射线能谱及时间谱测量、强流脉冲X射线束测量所需的平面工艺硅电流型探测器。主要工作在于模拟核爆中高功率Z-pinch等离子体辐射研究中测量等离子体产生的X射线能谱及时间谱和用于X光束诊断和高功率Z-pinch等离子体辐射研究。该型探测器用于探测极低能量     

惯性约束聚变研究进展和展望

1　前　　言惯性约束聚变 (ＩＣＦ)是实现可控热核聚变能源的主要途径之一 ,同时又可作国防、基础科学研究等重要应用。ＩＣＦ的基本思想是 :利用激光或离子束作驱动源 ,脉冲式地提供高强度能量 ,均匀地作用于装填氘氚燃料的微型球状靶丸外壳表面形成高温高压等离子体 ,利用反冲压力 ,使靶的外壳极快向心运动 ,压缩氘氚主燃料层到每立方厘米几百克质量的极高密度 ,并使局部氘氚区域形成高温高密度热斑 ,达到点火条件。驱动脉冲宽度为纳秒级 ,在高温高密度热核燃料来不及飞散之前 ,进行充分热核燃烧 ,放出大量聚变能。为了实现聚变能源需要历…