基于短路线的双极脉冲转换器的PSPICE模拟

给出了基于同轴短路线的双极脉冲转换器的工作原理,在短路线不同电长度和不同阻抗情况下,用PSPICE电路模拟程序计算了经双极脉冲转换器后形成的双极脉冲的幅值及形状,在实验中利用脉宽2 ns的馈入单极脉冲得到了双极脉冲,实验结果与模拟结果符合较好。     

基于粗糙集理论和PSpice仿真的脉冲功率装置故障诊断方法

粗糙集是一种在数据发掘和故障诊断方面有极大发展潜力的软计算方法,可对不精确、不一致、不完整的信息进行分析和处理,且不需要任何对数据的先验知识。脉冲功率装置结构复杂、部件多、故障模式繁多,故障诊断是该领域亟需克服的难题。本文利用PSpice软件对典型的"Marx-脉冲形成线-二极管"型脉冲功率装置进行了整机仿真,建立了精确度较高的模型。在此模型的基础上进行了典型的故障仿真,提取了故障波形参数,运用粗糙集进行了处理,得出了适用性较广的诊断规则,初步建立了基于粗糙集理论的脉冲功率装置诊断方法,为脉冲功率系统可靠性研究提供了新的思路。     

S波段大功率干负载

强流短脉冲电子直线加速器的聚束段及加速段,需要承受脉冲功率大于3～5 MW的终端吸收负载。采用干负载很有吸引力。目前国内10cm波段的干负载通常仅能承受脉冲功率1～2 MW。为解决急需,对平均功率为500 W的尖劈状结晶硅吸收体进行了提高功率工作,改进后的负载已满意地用作强流短脉冲电子直线加速器的聚束段的终端负载。     

截面不同的传输线之间的连接问题

一、引言在电工程中,有时会遇到脉冲在不同截面的传输线中的传播问题。我们所研制的流光室需要提供600kV幅值、10ns脉宽的高压脉冲,这种高压脉冲通过传输由截面为两个同心圆的Blmlein线加到外截面为矩形、中心电极截面为哑铃状的室本体,室本     

毛细管放电泵浦软X射线激光装置

脉冲功率技术在激光领域中得到广泛的应用,根据毛细管放电泵浦软X射线激光的机理及据此要求设计了高压大电流快脉冲放电泵浦软X射线激光装置。该装置由Marx发生器、Blumlein脉冲形成线及毛细管负载组成。Marx发生器由10级电容器组成。每级电容器由2台0.047μF、30kV油介质电容器并联。Marx发生器串联电容CM=9.4nF。采用正负充电方式,5个火花隙开关,开关的导通均由外触发。整个Marx发生器固定在绝缘支架上,并装入充以氮气的钢筒内。Blumlein线阻抗采取等阻抗形式,Z1=Z2=5Ω;输出阻抗ZB=Z1 Z2=10Ω;输出脉冲半高宽τ=35ns。Blumlein线的绝缘介质为去离子水。电阻率ρ≈1～2MΩ·cm,相对介电常数ετ=80。Blumlein线等效电容CB=C1 C2=7.3nF。     

1GW重复频率超宽带单周期脉冲辐射源实验研究

利用 600 kV 铁芯充电脉冲变压器和压缩开关作为初级脉冲功率系统和亚纳秒单开关技术产生了峰值功率 1.6 GW,脉冲全底宽5.5 ns 的单周期脉冲,可在高于 20 Hz 重复频率稳定运行,设计了同轴双锥天线,辐射功率大于 500 MW。初步掌握了产生和辐射高峰值功率超宽带脉冲的绝缘和能量损耗,特别是解决了 50 ? 超宽带负载设计等技术难题。实验表明:材料的亚纳秒脉冲绝缘和色散特性尚需进一步研究。     

1GW重复频率超宽带单周期脉冲辐射源实验研究

利用600kV铁芯充电脉冲变压器和压缩开关作为初级脉冲功率系统和亚纳秒单开关技术产生了峰值功率1.6GW,脉冲全底宽5.5ns的单周期脉冲,可在高于20Hz重复频率稳定运行,设计了同轴双锥天线,辐射功率大于500MW。初步掌握了产生和辐射高峰值功率超宽带脉冲的绝缘和能量损耗,特别是解决了50Ω超宽带负载设计等技术难题。实验表明:材料的亚纳秒脉冲绝缘和色散特性尚需进一步研究。     

强流窄脉冲电子枪系统

该束流源利用铁氧体线强功率纳秒脉冲发生器驱动一支加栅皮尔斯枪。在阴极负高压值为82kV时,可得到幅值19A,宽度2.4ns的阳极输出窄脉冲电子束流。根据束流测试结果,文章简略讨论了电子极间渡越时间对束流及枪设计的影响。     

磁场对磁绝缘离子二极管性能的影响

基于等离子体的爆炸发射模型，用自洽的2—1／2维胞中粒子(PIC)模拟方法研究了磁场对强脉冲磁绝缘离子二极管性能的影响。给出了外加磁场为0—2Bcrit、二极管峰值电压为300kv情况下，二极管间隙中电子和质子的轨迹、二极管束流Id、阴极发射电子在阳极上损失的电子流密度je和在阴极引出质子束流密度jp随时间的演变过程。讨论了磁场对虚阴极、二极管阻抗和二极管能量转换效率等的影响。     

脉冲叠加对放射性元素含量的伽玛能谱测定精度的影响

由于在铀的普查勘探工作中采用伽玛能谱方法(伽玛能谱测井、坑道取样、实验室测量等),需要评价记录高强度伽玛辐射时测定放射性元素含量的可能误差。通常对这种情形只考虑记录仪器的死时间所造成的误差。而对于脉冲叠加所造成的仪器谱的失真效应,一般不予考虑。但是此种失真能使按谱线所算出放射性元素含量值带来系统误差。脉冲叠加影响决定于下列三个基本因素:探测器输入端上的γ辐射强度和谱线形     

ICRF功率传输系统中预匹配支节设计

在EAST装置内离子回旋共振加热(ICRF)系统中,天线与液态调配器之间传输线上的驻波电压幅值会因为负载阻抗的变化而变得很大,为此设计了ICRF功率传输预匹配支节。本设计采用解析法和Smith圆图法相结合的分析方式,在ICRF系统中安装了预匹配支节,并对其降压效果进行了测试。测试结果表明,安装预匹配支节之后,预匹配支节与液态调配器之间传输线上的驻波电压幅值得到有效降低,可作为优化ICRF功率传输系统功率传输性能的候选者。     

双人工线理论计算

在脉冲调制器中,当功率大、电压高、脉冲窄、顶部波动小和网络阻抗低时,采用一般单人工线不易达到所要求的技术指标。这时,可采用双人工线即两人工线“并联”对负载放电,形成所需的脉冲。网络的等效电路如图1所示。     

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     

集体离子加速中子源研制方案

介绍了电子加速器进行集体离子加速在真空型漂移管中获得脉冲中子源的理论、实验,列出了国内外一些实验室的现况和进展。根据要求,提出了获得中子源方案的主要器件:Marx发生器、水介质传输线、低阻抗二极管以及漂移管,并给出了获得10~9中子/脉冲的中子源的主要参数。     

天光Ⅱ-B强流脉冲电子加速器的设计

为了驱动X箍缩负载,在天光Ⅱ-A的Marx油箱侧面建立了一条新的实验线路天光Ⅱ-B。它在保留装置原有泵浦激光能力的基础上,还可进行X-pinch相关实验研究,达到了一器两用的目的。天光 Ⅱ-B主要由Marx发生器、脉冲形成线、主开关、脉冲传输线和负载构成,形成线工作介质为去离子水,形成线特征阻抗6 Ω,传输线采用变阻抗线设计,负载特征阻抗1.25 Ω。本文介绍了天光Ⅱ-B新线的设计、全电路模拟及在电阻负载下的调试结果。模拟和调试结果显示,天光Ⅱ-B装置在负载电阻为1.25 Ω时,负载上的电流峰值约269 kA,脉宽约50 ns,电流上升时间小于30 ns。以上结果证实,天光Ⅱ-B具有驱动低阻抗X-pinch实验线路的能力。     

p-n结脉冲激光诱发电荷收集试验研究

测量了脉冲激光诱发半导体p-n结的瞬态脉冲电流,研究瞬态脉冲幅值和收集电荷与能量、偏压及入射位置的相关性。研究结果表明,瞬态脉冲信号幅值和收集到的总电荷随脉冲激光能量的增大而增多,与激光能量呈指数关系;收集电荷随偏压而增大;敏感区内的收集电荷数相差不大,远离敏感区的收集电荷明显减小。另外,将研究结果与重离子试验数据进行比对,两者有一定的相似性,但电荷收集脉冲幅值、脉冲波形有一定的差异。其结果为深入研究激光模拟单粒子效应技术奠定了基础。     

1 MV杆箍缩二极管辐射特性实验研究

依据现有的实验室驱动源能力建立杆箍缩二极管（RPD）粒子模拟计算模型,获得了工作电压为1 MV的RPD电参数特性及电子、离子时空分布特性,并设计了RPD实验装置。在1 MV驱动源平台上开展了实验研究,实验中采用B dot、D dot、热释光剂量片和SiPin二极管测试了RPD电流、电压、辐射剂量和光脉冲信号,分析了RPD电参数及X射线辐射特性。结果表明,阳极采用1.5 mm钨时,1 MV电压下1 m处辐射剂量约1 R,并得出剂量与电压Ud、电流Id的关系式D(R=1 m)=120U1.55d∫Iddt;二极管阻抗范围为26.4~36.7 Ω,空间电荷限制阶段平均阻抗下降率大于2 Ω/ns,磁绝缘阶段平均阻抗下降率小于0.5 Ω/ns;光脉冲宽度较电压脉冲宽度约缩短20%~30%,与电压、电流的关系为∝IdU1.55 d。实验测试的剂量和光脉冲信号结果与拟合计算式计算结果符合较好。     

“晨光号”加速器二极管辐照面积和寿命提升技术

“晨光号”强流脉冲电子束加速器是我国最早的脉冲功率装置之一,当前该加速器承担的课题日益多元,机时愈发紧张。为拓展实验用途,着眼于提升辐照面积、阴阳极寿命和实验频次,以“晨光号”油介质传输线为前级,采用弱箍缩设计、Ta Al复合叠靶等方法,研制了一种工作于090~200 MV的长寿命弱箍缩二极管。该二极管具有良好的抗热 力学损伤特性,工程稳定性好、维护工作量小。与原二极管相比,辐射场由聚焦型变为前向型,在维持峰值剂量率量级（108 rad/s）不变的情况下,辐照面积由10 cm2提升至80 cm2,不换靶连续工作炮数由2~4发提升至70发,且30 min即可进行1次实验。     

6MeV全密封边耦合驻波加速管

文章介绍了6MeV全密封边耦合驻波加速管的研制概况,该加速管的整管长度为0.33m,电子枪为三极皮尔斯型,阳极电压为-8KV DC,在采用脉冲功率为2.6 MW,脉冲宽度为4.2μs,重覆频率为280 Hz的脉冲磁控管作微波功率源时,可以在离靶1m处获得吸收剂量率约为6.4 Gy/min的X线,靶点约为φ2mm。     

基于基线自动恢复技术的数字多道能谱仪

不同放射性强度的测量应用中,探测器输出核脉冲信号的基线将发生漂移,进而造成多道能谱仪的谱线漂移和能量分辨率损失。尽管采用数字基线估计方法可以对核脉冲信号的基线进行正确估计,但纯数字基线恢复算法无法有效处理核脉冲信号基线漂移对前端电路的影响。采用最小平均值基线估计方法,先在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)中进行数字基线估计;然后通过SPI总线将基线估计值传入微控制器(Micro-Controller Unit,MCU),MCU根据基线值判断是否进行基线调节,将基线估计值传入数模转换器(Digital-to-analog Converter,DAC);最后在前端电路中实现核脉冲信号的基线恢复。基于La Br3(Ce)探测器的测试结果表明:采用该基线自动恢复技术的数字化多道能谱仪能够实现核脉冲信号的基线自动恢复。在高放射性测量条件下,测量系统能够解决因基线漂移引起的谱线漂移问题,使系统能量分辨率保持稳定。