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二维片状相对论电子束到靶规律研究
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作者 高磊 郝建红 +4 位作者 张芳 赵强 范杰清 薛碧曦 董志伟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期227-232,共6页
相对论电子束在理想顺磁环境下能够以较高的注量率击中靶目标,但实际情况中由于受环境的影响,相对论电子束的传输方向可能会与地磁场呈小角度偏差,因此会受到地磁场的作用产生拉莫尔进动,影响电子束的到靶瞄准以及到靶注量。基于二维片... 相对论电子束在理想顺磁环境下能够以较高的注量率击中靶目标,但实际情况中由于受环境的影响,相对论电子束的传输方向可能会与地磁场呈小角度偏差,因此会受到地磁场的作用产生拉莫尔进动,影响电子束的到靶瞄准以及到靶注量。基于二维片状相对论电子束,分别对相对论电子束顺磁和偏离磁场3°角两种传输情况进行仿真模拟,通过模拟束团的传输过程,分析研究了顺磁环境下不同传输距离束团到靶率的变化规律,以及偏离磁场3°角时传输过程中注量率的变化规律,为相对论电子束到靶率的预估和靶目标的瞄准提供数据参考。 展开更多
关键词 相对论电子束 到靶率 注量率 回转点 拉莫尔进动
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相对论电子束在角向磁场中产生硬X射线的实验研究 被引量:10
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作者 樊亚军 石磊 邱爱慈 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期929-932,共4页
 在闪光二号加速器上用相对论电子束在低压气体和角向磁场中传输打靶的方法,进行了硬X射线产生的实验研究。在47cm传输距离上,电子束与钽靶作用,获得了面积积分剂量率为2.1×1010Gy·cm2 s的硬X射线辐射(能谱范围为20~120keV)...  在闪光二号加速器上用相对论电子束在低压气体和角向磁场中传输打靶的方法,进行了硬X射线产生的实验研究。在47cm传输距离上,电子束与钽靶作用,获得了面积积分剂量率为2.1×1010Gy·cm2 s的硬X射线辐射(能谱范围为20~120keV),在总的辐照面积上(4π方向)面积积分剂量达1843Gy·cm2,X射线转换率达到108Gy·cm2 kJ。 展开更多
关键词 相对论电子束 轫致辐射 硬X射线 角向磁场 闪光二号加速器
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用电光采样法测量相对论电子束团长度 被引量:4
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作者 孙大睿 徐金强 唐坤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期349-352,共4页
介绍了电光采样法测量电子束束团长度的实验原理和装置,理论分析并模拟计算了被测电子束团库仑场分布、ZnTe晶体的电光效应与束团电场的关系,并利用琼斯矩阵法分析了探测光通过电光晶体时在束团电场作用下的偏振变化、测量信号与束团长... 介绍了电光采样法测量电子束束团长度的实验原理和装置,理论分析并模拟计算了被测电子束团库仑场分布、ZnTe晶体的电光效应与束团电场的关系,并利用琼斯矩阵法分析了探测光通过电光晶体时在束团电场作用下的偏振变化、测量信号与束团长度的关系等。分析表明:测量中应使束团库仑场垂直于ZnTe的[001]方向,探测光偏振方向与ZnTe晶体y″轴成45°或者135°夹角,1/4波片快轴与探测光偏振方向夹角应取45°,这时平衡探测器输出信号与束团库仑场Eb成正比。1/4波片的作用是将电光晶体的工作点从非线性段移到线性段,平衡探测的作用是简化信号与Eb的关系,并提高信噪比。为实际测量应用提供参考。 展开更多
关键词 电光采样 强流相对论电子束 束团长度 库仑场 琼斯矩阵
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螺线管场下强流相对论电子束焦斑尺寸的限制 被引量:4
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作者 石金水 林郁正 丁伯南 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期245-249,共5页
分析了螺线管场下影响强流相对论电子束聚焦的主要因素 ,并给出了各影响因素所限制的最小焦斑。计算结果表明 ,当发射度和能散度的值分别控制在 0 .397mm· rad和1 %以内 ,单个螺线管磁轴的偏心不大于 0 .54mrad;初始注入束偏心不大... 分析了螺线管场下影响强流相对论电子束聚焦的主要因素 ,并给出了各影响因素所限制的最小焦斑。计算结果表明 ,当发射度和能散度的值分别控制在 0 .397mm· rad和1 %以内 ,单个螺线管磁轴的偏心不大于 0 .54mrad;初始注入束偏心不大于 1 mrad时 ,对于2 0 Me V、3k A的电子束和 1 5Me V、2 .5k A的电子束 ,最终打靶束焦斑均可小于 1 .5mm。 展开更多
关键词 螺线管场 强流相对论电子束 偏心 焦斑
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快点火中相对论电子束能量沉积的动理学研究 被引量:2
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作者 吴思忠 张华 +6 位作者 周沧涛 吴俊峰 蔡洪波 曹莉华 何民卿 朱少平 贺贤土 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期77-86,共10页
针对相对论快电子束在高密度压缩芯区等离子体中的能量沉积过程开展物理建模、程序研制和数值模拟研究。从等离子体粒子碰撞的基本物理出发,综合考虑了高能电子与背景等离子体之间的短程两体碰撞过程和长程集体效应,建立了相对论Fokker-... 针对相对论快电子束在高密度压缩芯区等离子体中的能量沉积过程开展物理建模、程序研制和数值模拟研究。从等离子体粒子碰撞的基本物理出发,综合考虑了高能电子与背景等离子体之间的短程两体碰撞过程和长程集体效应,建立了相对论Fokker-Planck动理学模型,通过采用球谐展开的方法,推导得到了适于数值求解的方程形式并根据方程特点开展相应的数值算法研究及程序研制并完成了物理考核,对快点火能量沉积的典型物理算例进行了模拟研究,并针对即将在神光Ⅱ升级装置上开展的快点火物理实验进行了初步的物理分析。 展开更多
关键词 快点火 相对论电子束 能量沉积 动理学
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相对论电子束与磁化等离子体的介电张量研究
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作者 谢鸿全 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期35-38,共4页
近年来的实验表明,在相对论微波器件中,填充适当密度的等离子体可提高器件的束波互作用效率、输出功率和工作频率。在该类器件的理论分析中,常常利用电磁流体模型来研究电子束和等离子体。从麦克斯韦方程组和电子的运动方程出发,导出了... 近年来的实验表明,在相对论微波器件中,填充适当密度的等离子体可提高器件的束波互作用效率、输出功率和工作频率。在该类器件的理论分析中,常常利用电磁流体模型来研究电子束和等离子体。从麦克斯韦方程组和电子的运动方程出发,导出了相对论电子束和磁化等离子体的等效介电张量,所得结果为该类器件的理论分析提供了方便。 展开更多
关键词 相对论电子束 等离子体 介电张量
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重复Tesla变压器型相对论电子束加速器的初步试验 被引量:7
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作者 丁剑 韩文 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期631-634,共4页
研制了一台重复率 Tesla型相对论电子束加速器。空心 Tesla变压器对充油Blumlein传输线充电 ;主开关为自击穿油间隙 ;二极管为平面阴极有箔二极管。试验在重复率为 0 .2 Hz和 1 Hz下分别进行。当重复率为 0 .2 Hz时 ,加速器连续重复放电... 研制了一台重复率 Tesla型相对论电子束加速器。空心 Tesla变压器对充油Blumlein传输线充电 ;主开关为自击穿油间隙 ;二极管为平面阴极有箔二极管。试验在重复率为 0 .2 Hz和 1 Hz下分别进行。当重复率为 0 .2 Hz时 ,加速器连续重复放电 70次以上。二极管电压幅值 3 0 0 k V,脉宽 3 0 ns,上升沿约 展开更多
关键词 重复率相对论电子束加速器 TESLA变压器
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相对论电子束真实发射度在线磁扫描测量系统 被引量:1
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作者 伏亮 杜泰斌 +1 位作者 陈欣 苏本庆 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期83-86,共4页
介绍了清华大学研制的相对论电子束(4~10MeV)真实发射度的测量系统,利用该系统测量了4MeV驻波电子直线加速器的真实发射度,并且研究了该系统的测量误差和测量范围,实践表明。
关键词 磁扫描 狭缝 束流测量 相对论电子束
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相对论电子束在离子通道中的聚焦与输运 被引量:1
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作者 周华芳 唐昌建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期147-150,共4页
基于单粒子理论,描述了相对论电子束在离子通道中的聚焦输运过程,讨论了离子-电子密度比、相对论因子、束加速电压和入射电流等系统参数对电子束的聚焦半径、纵向聚焦位置的影响。研究表明,离子通道对电子束具有强烈的聚焦效应,束流在... 基于单粒子理论,描述了相对论电子束在离子通道中的聚焦输运过程,讨论了离子-电子密度比、相对论因子、束加速电压和入射电流等系统参数对电子束的聚焦半径、纵向聚焦位置的影响。研究表明,离子通道对电子束具有强烈的聚焦效应,束流在离子通道内的传输是类周期波动传输,随传输距离增加,聚焦点处的半径逐渐增加,束流的波动幅度逐渐减小。选择适当的系统参数,可调节束聚焦点位置和聚焦点半径的大小,实现电子束的长距传输并且减少电子束的耗散。 展开更多
关键词 等离子体 相对论电子束 离子聚焦通道 离子输运
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带转动的相对论电子束在非中性等离子体柱状波导中传输的稳定性分析
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作者 郝颖 俞俊生 +3 位作者 王爱科 彭晓东 龙永兴 谭宝林 《科学技术与工程》 2002年第1期34-36,共3页
首先利用相对论电子束的自电场与自磁场所产生的径向力平衡方程,计算出相对论电子束在稳态非中性等离子体填充的柱状波导中传输的转动频率。然后运用 MHD 方程,求得电子束静电扰动的本征方程和色散关系。发现电子束与非中性等离子体相... 首先利用相对论电子束的自电场与自磁场所产生的径向力平衡方程,计算出相对论电子束在稳态非中性等离子体填充的柱状波导中传输的转动频率。然后运用 MHD 方程,求得电子束静电扰动的本征方程和色散关系。发现电子束与非中性等离子体相互作用的不稳定性增长特性及静电扰动在高频长波被显著放大。 展开更多
关键词 相对论电子束 非中性等离子体 不稳定性
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首次实现太赫兹示波器记录飞秒相对论电子束完整时间信息的精确测量——上海交大课题组与合作者发表重要成果
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《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第11期I0001-I0002,共2页
上海交通大学物理与天文学院张杰院士和向导教授领导的课题组与华东师范大学、中科院上海光机所、西北核技术研究所等国内外同行合作,研制了一种用于记录超短电子束时间信息的太赫兹示波器。利用两个偏振态方向相互垂直的线偏振太赫兹... 上海交通大学物理与天文学院张杰院士和向导教授领导的课题组与华东师范大学、中科院上海光机所、西北核技术研究所等国内外同行合作,研制了一种用于记录超短电子束时间信息的太赫兹示波器。利用两个偏振态方向相互垂直的线偏振太赫兹脉冲合成圆偏振脉冲,首次在介质波导中以太赫兹波长为时间基准实现对相对论能量级电子束完整时间信息的精确测量,用这种太赫兹示波器,相对论电子束的近50倍纵向压缩可直接显示为约15fs(rms),并获得3fs的超高时间分辨率。 展开更多
关键词 示波器 上海交通大学 相对论电子束 太赫兹 上海光机所 高时间分辨率 介质波导 时间基准
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强流相对论电子束的数值模拟
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作者 胡熙静 刘桂贤 王士俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1990年第1期59-66,共8页
我们研制了CEBQ程序和ENVLOP程序,模拟稳态相对论电子束在二极管区的产生和加速,以及电子束在阳极通道内的传输过程。CEBQ程序模拟二极管区电子轨道,当阳极电压为1.5MV时,阴极总发射电流为17.9kA,进入阳极通道内的传输电流为4.3kA,阳极... 我们研制了CEBQ程序和ENVLOP程序,模拟稳态相对论电子束在二极管区的产生和加速,以及电子束在阳极通道内的传输过程。CEBQ程序模拟二极管区电子轨道,当阳极电压为1.5MV时,阴极总发射电流为17.9kA,进入阳极通道内的传输电流为4.3kA,阳极入口处D=4cm的束发射度为24.9cm.mrad。ENVLOP程序使用线性近似下的包络方程,描述电子束包络在螺旋管引导磁场作用下的变化,讨论了外加引导磁场对包络的影响。计算结果表明,在合适引导磁场作用下,束包络起伏较小,进入阳极通道的束流(4.3kA)能全部通过。 展开更多
关键词 注入器 束包络 空间电荷束 强流相对论电子束 数值模拟 束流动力学 加速器
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相对论强流电子束驱动的X波段同轴回旋管腔体设计
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作者 安晨翔 周宁 +6 位作者 陈坤 王登攀 李冲 桂猷猷 杨以航 崔新红 史彦超 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第7期28-33,共6页
在爆炸发射阴极驱动下,相对论回旋管常因超高束流电流(>300A)易发生虚阴极现象,电子束也极易轰击导体内表面,并伴随回旋共振(Cyclotron Resonance)和回旋返波振荡(Gyro-Backward-Wave Oscillation,BWO)模式的非预期激励。采用通过理... 在爆炸发射阴极驱动下,相对论回旋管常因超高束流电流(>300A)易发生虚阴极现象,电子束也极易轰击导体内表面,并伴随回旋共振(Cyclotron Resonance)和回旋返波振荡(Gyro-Backward-Wave Oscillation,BWO)模式的非预期激励。采用通过理论分析与三维粒子模拟相结合的方法,系统探究了X波段同轴回旋管腔体在强流相对论电子束(Intense Relativistic Electron Beam,IREB)驱动下的电磁特性。结果表明,通过腔体几何优化与电子束参数匹配可实现强流相对论电子束的稳定传输与TE01单模工作。腔体品质因数(Q_(cav))的合理取值对于抑制寄生模式竞争至关重要。当Q_(cav)<65时,会激励TE_(21)-BWO模式;当Q_(cav)>90时,会激励TE_(31)回旋共振模式;而Q_(cav)=65~90区间内可稳定维持TE_(01)单模振荡,输出功率达35 MW(电压300 kV、电流500 A、横纵速度比1.2),对应效率34.4%。进一步研究表明,该腔体对电子束速度零散(Δβ<25%)具备显著鲁棒性,为高功率微波源设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 相对论回旋管 强流相对论电子束 模式竞争 三维粒子模拟
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强流相对论环形电子束在低磁场中传输分析 被引量:6
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作者 杨建华 张亚洲 +2 位作者 舒挺 张建德 王勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期412-416,共5页
用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下,在均匀波导,无箔二极管,以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程,研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明:在无箔二极管中一个适当渐增的磁... 用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下,在均匀波导,无箔二极管,以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程,研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明:在无箔二极管中一个适当渐增的磁场位形可以有效地抑制束电子的径向运动,从而减少电子在波导中的波动幅度;电子束在锥形波导和渐减磁场位形中运动,不会增加束电子的波动。因此适当的磁场位形可以降低微波器件对导引磁场的要求,有利于实现永磁包装微波器件。 展开更多
关键词 低磁场 环形电子束 强流相对论 无箔二极管 磁场位形 相对论电子束 锥形波导 微波器件 粒子模拟 传输过程 径向运动 波动幅度 导引磁场 束包络 分析表
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周期会切磁场聚焦强流相对论带状电子束的理论分析和粒子模拟 被引量:2
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作者 杜广星 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2425-2431,共7页
对低幅值、短周期、有偏置磁极的周期会切磁场中300 keV,3 kA带状电子束的传输进行了理论分析和粒子模拟。给出了将波导宽度考虑在内的轴向均匀带状电子束的空间电荷场和作用在有限厚度的带状电子束的短边和宽边上的聚焦力的表达式,并... 对低幅值、短周期、有偏置磁极的周期会切磁场中300 keV,3 kA带状电子束的传输进行了理论分析和粒子模拟。给出了将波导宽度考虑在内的轴向均匀带状电子束的空间电荷场和作用在有限厚度的带状电子束的短边和宽边上的聚焦力的表达式,并利用束匹配的方法得到了磁场的幅值和周期,以及电子束通道的宽度和高度等参数。最后根据理论计算的结果进行了3维粒子模拟验证,结果表明:束宽边上聚焦良好,而在短边上带状电子束的轴向有限长效应使得聚焦力与散焦力沿轴向不能完全匹配,在束包络上产生了Betatron振荡,但在300 mm的距离上传输效率仍能达到98%以上,说明有偏置磁极的周期会切磁场聚焦强流带状电子束在理论上是可行的。 展开更多
关键词 高功率微波 偏置磁极周期会切磁场 强流相对论带状电子束 电子束传输
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强流相对论多注电子束研究进展
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作者 王淦平 金晓 +3 位作者 李春霞 黄华 刘振帮 李乐乐 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期38-42,共5页
研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间... 研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间电磁场的作用下电子束会绕束心旋转,导致束斑的畸变和束流的损失;圆柱形多注阴极发射端电场分布相对均匀,电子束斑畸变较小,每注电子束在多注漂移管内绕束心的旋转不会引起束斑的畸变和束流的损失;由于阴极杆和多注阴极柱的发射,多注电子束品质较差,进入多注漂移管时存在电子束轰击管壁现象,造成束流的损失甚至截止。采用大内径磁场可增大阳极筒内半径,明显提高束流的传输效率。目前,采用功率约6.5GW、传输效率约89%的相对论多注电子束驱动的多注速调管,可实现GW量级的微波输出。 展开更多
关键词 高功率微波 强流相对论多注电子束 束斑畸变 传输效率
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强流相对论环形电子束自调制振荡研究
17
作者 施永飞 祝大军 +1 位作者 刘盛纲 李正红 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1855-1860,共6页
主要研究了强流相对论环形电子束在等位谐振腔内的非线性自调制振荡,用小信号理论分析了电子起振的条件,得出了电子起振的扰动频率。基于该理论分析,又提出了一种不外加磁场的新型高功率微波器件,该器件主要由一个圆柱谐振腔和一个同轴... 主要研究了强流相对论环形电子束在等位谐振腔内的非线性自调制振荡,用小信号理论分析了电子起振的条件,得出了电子起振的扰动频率。基于该理论分析,又提出了一种不外加磁场的新型高功率微波器件,该器件主要由一个圆柱谐振腔和一个同轴波导输出腔构成。用2.5维MAGIC粒子模拟软件对该非线性过程进行数值模拟,分析了输入电压、电流对输出微波功率的影响。模拟结果表明这种结构中确实存在非线性不稳定性,自调制的扰动频率则由电子束的初始能量、电荷密度和电子束的半径以及谐振腔的空间结构给定。利用谐振腔长为4.7 cm、二极管电压为2.8 MV、电流为20 kA的电子束,可以得到频率为4.29 GHz、功率为6 GW的微波输出,束-波转换效率约为11%。 展开更多
关键词 高功率微波 强流相对论环形电子束 自调制振荡 PIC模拟
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射电喷流中湍动阿耳芬波对相对论电子的加速
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作者 马春玉 王德焴 《天文学报》 CSCD 北大核心 1996年第1期28-34,共7页
本文通过数值求解带电粒子与Alfven波湍动相互作用的动力学方程,得到了相对论电子在射电喷流中被加速随时间演化的解.高能电子可以加速到Lorentz因子γy~106,且形成稳态的幂律谱,尽管其谱指数S≈l比观测值小,... 本文通过数值求解带电粒子与Alfven波湍动相互作用的动力学方程,得到了相对论电子在射电喷流中被加速随时间演化的解.高能电子可以加速到Lorentz因子γy~106,且形成稳态的幂律谱,尽管其谱指数S≈l比观测值小,但粒子加速时间约为1012-1014秒,小于射电斑的寿命107年.粒子能谱指数几乎与Alfven波谱指数和能量损失函数无关.能量损失对加速上限有较大影响. 展开更多
关键词 射电喷流 湍动加速 湍动阿耳芬波 相对论电子束
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S波段长脉冲相对论速调管放大器的实验研究 被引量:14
19
作者 黄华 范植开 +9 位作者 孟凡宝 谭杰 罗光耀 曹绍云 雷禄蓉 吴勇 李正红 周海京 张北镇 李春霞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期990-994,共5页
介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的... 介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的谐振腔、提高系统安装的同心度和调节电子束参数等措施,使自激振荡得到了抑制。采用550 kV,4 kA及210 ns的环行电子束,经过优化调节RKA参数,使强流调制电子束流脉宽由50 ns增加到150 ns,同时得到了3.2 kA的基波调制电流。从该RKA得到了峰值功率580MW、脉宽140 ns的输出微波,束波转换效率26%,增益34 dB。 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 强流相对论电子束 脉冲缩短 自激振荡 S波段 长脉冲
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长脉冲相对论速调管放大器的初步实验研究 被引量:8
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作者 黄华 范植开 +4 位作者 马乔生 谭杰 甘延青 常安碧 苏昶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期915-919,共5页
 介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到...  介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到了比较强的基波调制电流和微波辐射。采用446kV 3.0kA 1.4μs的空心电子束,经过四腔放大后,得到381MW 200ns的辐射微波,束波转换效率28%,增益34dB。 展开更多
关键词 强流相对论电子束 束流调制 脉冲缩短 长脉冲相对论速调管放大器 微波器件
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