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。     

强流脉冲电子束纯铝表面改性过程的热力学模拟

针对强流脉冲电子束表面改性的特点,建立了相应的数学物理模型,以纯铝材表面改性实验为基础,计算了由强流脉冲电子束辐照材料表面所产生快速升降温与熔凝过程,对其中的熔化、蒸发、热应力波等现象分别进行了数值模拟。计算结果表明,熔化深度约在1-10μm,与实验结果接近;蒸发作用影响较小,汽化层厚度仅为纳米量级;热应力波的幅值约在0．1MPa量级,且与脉冲的能量密度大致成正比,但是对材料结构和性能有重要影响。     

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.     

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.     

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。     

强流脉冲电子束轰击作用下的扩散模型及其数值计算

在温度场和应力场计算的基础上建立了强流脉冲电子束轰击作用下的扩散模型,并给出了数值方法及其数值解。该模型与方法同样适用于其它高能束流作用下的扩散过程。计算表明,浓度扩散流仍然是影响扩散的主要因素;而轰击超过一定次数后,扩散的作用将减弱;当边界条件为表面扩散时,扩散进行较快,这是表面涂覆加脉冲电子束后处理快速表面合金化工艺的理论基础。对实验结果和理论结果的对比分析表明,在脉冲轰击下,扩散激活能随空位浓度的增加而下降,从而加速扩散过程;在表面有熔化的情况下,则液态时的对流混合作用是主导因素。     

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。     

利用高温超导体聚焦强流相对论电子束的研究

介绍了利用ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导体作为透镜聚焦强流相对论电子束,把超导透镜研制成圆锥形,两端口内径分别为φ６０ｍｍ和φ４０ｍｍ,透镜长１００ｍｍ,壁厚４ｍｍ,其陪衬样品超导特性Ｔｃ≥９０Ｋ,Ｊｃ≥１５０Ａ／ｃｍ＾２。实验研究采用两套方案,结果表明,超导透镜具有明显的聚焦效果,并可用效控制束流强度分布,使被聚焦电子在束横截面上的强度均匀分布。     

强流带电粒子束的传输矩阵理论

近年来,强流带电粒子束在国民经济许多部门获得了广泛的应用。为了设计强流粒子加速器及其它强流带电粒子束装置,必须进行强流带电粒子光学的计算。从物理学的角度看来,强流带电粒子束运动的问题在电动力学中己经解决,通过解粒子运动方程和电位的Poisson方程即可求出带电粒子束中各粒子的运动状况。但是这一方法过分繁杂,而且我们关心的并不     

强流束空间电荷力导致的发射度增长

强流束的空间电荷效应是决定加速器束流动力学的基本因素之一，低能强流束中发射度增长的１个主要原因是束流自身的空间电荷力。文章综合介绍了国内外有关空间电荷力导致强流束中发射度增长４种机制的研究成果。     

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。     

强脉冲电子束在聚酯薄膜表面产生的化学气相沉积

一、引言 高功率密度脉冲电子束(>10~9W/cm~2)轰击金属,将引起金属剧烈蒸发,产生高温等离子体。等离子体中的金属离子获得一定能量后将与本底气体分子相互作用而形成化合物。本文介绍在低压氮气环境中,利用强脉冲电子束轰击铜靶,产生了氮铜化合物沉积在聚酯薄膜表面的实验结果。并用ESCA分析束处理过的聚酯薄膜表面的化学组成的变化。     

IREB在低压中性气体中传输的电荷中和过程的计算机模拟

文章采用蒙特卡洛方法对IREB在低压中性气体漂移管中传输初始阶段电荷中和过程进行模拟计算,对其物理过程考虑较为全面,计算与实验结果符合较好,证实IREB在低压中性气体中传输的初始阶段、电荷中和过程中,离子的碰撞电离起重要作用,而二次电子作用不显著。     

电子直线加速器注入器的二维空间电荷环模型

一、引言电子在直线加速器中运动不仅受到高频场、聚焦磁场等外场的作用,还始终受到自身的空间电荷场的作用。随着电子直线加速器向强流发展,空间电荷效应对电子运动的影响就愈为严重,它已经成为限制束流流强提高的主要原因之一。     

强中子发生器离子光路设计与调试

文章介绍了3×10~(12)n/s强中子发生器离子光路设计与调试。在该器设计中,充分考虑了空间电荷效应,并采取有效措施,如使用空间电荷透镜等,保证了在强流条件下,高效率地传输和聚焦。文章还给出强流情况下,实际的束流分布、传输效率等有关实验数据。     

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。     

纳秒级强脉冲电子束与Ar~＋离子束辐照作物种子后自由基产额的变化

应用多极板放电室产生的纳秒级强脉冲电子束与Ａｒ~＋离子束辐照蕃茄、黄瓜、辣椒和小麦的种子，分别测定辐照种子中的自由基产额，统计胚根根尖细胞中的染色体畸变频率和种子的萌发能力，藉以比较两种不同脉冲处理的辐照效果。实验发现：辐照处理时间的长短与自由基产额、染色体畸变率以及种子的萌发能力密切相关。辐照处理时间长，自由基产额高，染色体畸变率高，萌发生长能力低。四种作物种子的重复实验证明，电子脉冲的辐射效应明显强于Ａｒ~＋离子脉冲。     

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。