一款真空弧离子源超短脉冲测井中子发生器研制

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作者 龚佳伟 王世鹏 +3 位作者 郁杰 沈小龙 王亮 李刚 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第6期869-876,共8页

研制了一种基于触发型真空弧离子源的超短脉冲中子发生器。通过设计优化阴极和触发电极结构,提高了离子源的放电可靠性和稳定性,实现了中子管的稳定脉冲触发。经过高压脉冲电源电路优化,提高了驱动效率,改善了开关性能。采用新型整体固... 研制了一种基于触发型真空弧离子源的超短脉冲中子发生器。通过设计优化阴极和触发电极结构,提高了离子源的放电可靠性和稳定性,实现了中子管的稳定脉冲触发。经过高压脉冲电源电路优化,提高了驱动效率,改善了开关性能。采用新型整体固化绝缘技术优化了封装结构,确保设备在深地层随钻测井的极端环境下稳定运行。最终设备样机外径28 mm,脉冲宽度1μs,单脉冲中子产量5×10^(6)n/pulse,总中子产额为1×10^(8)n/s。该中子发生器具备较高的安全性和适应性,可替代国外同类设备,可用于随钻中子孔隙度测井,并可扩展应用于反应堆测量、超短脉冲中子实验和爆炸物检测等领域。 展开更多

关键词 中子发生器 真空弧离子源 脉冲中子 抗振绝缘

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条纹相机在真空弧离子源等离子体诊断中的应用 被引量：6

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作者 唐建 卢彪 +3 位作者 伍春雷 邓春凤 胡永宏 温中伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期188-192,共5页

针对真空弧离子源,利用条纹相机将时间轴信息转换为空间轴信息的特点,结合光谱仪分光功能,建立了一套高时间分辨与光谱分辨能力的发射光谱诊断装置,其时间分辨率和光谱分辨率分别可达26ps与0.1nm。利用该诊断装置采集获得了单次脉冲内... 针对真空弧离子源,利用条纹相机将时间轴信息转换为空间轴信息的特点,结合光谱仪分光功能,建立了一套高时间分辨与光谱分辨能力的发射光谱诊断装置,其时间分辨率和光谱分辨率分别可达26ps与0.1nm。利用该诊断装置采集获得了单次脉冲内等离子体的时间演化特性;同时,基于局域热力学平衡等离子体的发射光谱理论,建立了一套谱线拟合的等离子体温度与密度计算模型。相比传统的Boltzmann斜率法与Stark展宽法需要寻找孤立的不受附近谱线叠加的干净线状光谱,建立的拟合光谱模型可以直接处理多条谱线因为展宽效应而叠加形成的光谱线型,计算得到等离子体中电子温度与电子密度。结果表明,在脉冲功率源的作用下,真空弧放电等离子体的电子温度与电子密度分别可达1eV与3.5×1024 m-3。 展开更多

关键词 条纹相机 真空弧离子源 发射光谱拟合 电子温度 电子密度 时间分辨

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真空弧离子源引出束流在加速空间的分布 被引量：1

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作者 唐平瀛 向伟 +2 位作者 王春燕 谈效华 丁伯南 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期93-96,共4页

采用数码相机直接照相的方法来确定真空弧离子源引出束流在加速空间的分布。实验在动态真空实验系统中进行,系统真空度优于2×10-3 Pa。在离子源脉冲工作的条件下,采用数码相机拍摄到离子源引出束流在加速空间的积分图像,得到引出... 采用数码相机直接照相的方法来确定真空弧离子源引出束流在加速空间的分布。实验在动态真空实验系统中进行,系统真空度优于2×10-3 Pa。在离子源脉冲工作的条件下,采用数码相机拍摄到离子源引出束流在加速空间的积分图像,得到引出束流的幅亮度在拍摄平面上的相对分布,然后再通过Abel转换得到引出束流在加速空间的径向分布。实验结果表明:真空弧离子源引出束流近似高斯分布,离子源出口处的束流比靶入口处的束流强40%。 展开更多

关键词 真空弧离子源 引出束流 Abel转换 加速空间 高斯分布

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真空电弧离子源Ti(H)等离子体原子发射光谱分析的初步研究

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作者 邓春凤 伍春雷 +2 位作者 汪一夫 卢彪 温中伟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期801-804,共4页

作为一种常用的等离子体诊断方法,原子发射光谱法具有非侵入、在线诊断、时空分辨等优点,在等离子体诊断领域得到了广泛的应用。作为一种单次脉冲离子源,真空弧离子源具有结构紧凑、工作压强低、束流大和可以随时开始工作等其他类型的... 作为一种常用的等离子体诊断方法,原子发射光谱法具有非侵入、在线诊断、时空分辨等优点,在等离子体诊断领域得到了广泛的应用。作为一种单次脉冲离子源,真空弧离子源具有结构紧凑、工作压强低、束流大和可以随时开始工作等其他类型的离子源所无法比拟的优点,在离子源研究和应用领域受到了极大的关注。为了研究真空弧离子源的放电过程,对其放电生成等离子体的特性进行详细描述,并为进一步的离子源研究和改进奠定基础,采用原子发射光谱法对其放电生成等离子体的参数进行诊断。本文结合原子发射光谱的斯塔克(Stark)展宽和Saha-Boltzmann方程,发展了两种针对光谱仪采集到的发射光谱数据的处理方法,可对等离子体的电子温度、电子密度、离子温度以及热运动状态进行诊断。对阴极为Ti(H)材料时真空弧离子源放电生成的等离子体,分别采用这两种方法对其进行了诊断,对诊断结果的有效性进行了判断。此外,还对光谱采集过程中,实验室背景辐射对诊断结果的影响进行了讨论。 展开更多

关键词 真空弧离子源 发射光谱 Saha-Boltzmann方程 斯塔克展宽-Saha方程

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离子束流剖面分布离线诊断方法探索 被引量：3

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作者 杨振 龙继东 +3 位作者 蓝朝晖 李杰 刘平 石金水 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期41-45,共5页

提出了一种基于二次离子质谱分析技术的离子束流剖面分布的离线诊断方法,具有分辨率高、可同时给出束流剖面分布和成分信息的特点。利用数值模拟方法对该诊断方法的可行性进行了分析和讨论,并结合原理实验给出了验证结果。结果表明:该... 提出了一种基于二次离子质谱分析技术的离子束流剖面分布的离线诊断方法,具有分辨率高、可同时给出束流剖面分布和成分信息的特点。利用数值模拟方法对该诊断方法的可行性进行了分析和讨论,并结合原理实验给出了验证结果。结果表明:该方法可以用于真空密封型中子发生器离子束流剖面分布的诊断,能够成为其他诊断方法的验证手段和有力补充。 展开更多

关键词 真空密封型中子发生器 真空弧离子源 束流剖面 二次离子质谱分析

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Al离子注入对SiC-C/SiC复合材料抗氧化性能影响研究 被引量：3

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作者 马国佳 刘亮 +2 位作者 武洪臣 张华芳 彭丽平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期136-138,共3页

用金属真空阴极弧(MEVVA)离子源对SiC-C/SiC复合材料进行Al离子注入来改善其抗氧化性能。通过俄歇电子能谱和扫描电镜分别对复合材料的Al离子浓度分布及表面形貌进行了表征,并在1300℃的空气中进行了氧化实验,结果表明Al离子注入能够有... 用金属真空阴极弧(MEVVA)离子源对SiC-C/SiC复合材料进行Al离子注入来改善其抗氧化性能。通过俄歇电子能谱和扫描电镜分别对复合材料的Al离子浓度分布及表面形貌进行了表征,并在1300℃的空气中进行了氧化实验,结果表明Al离子注入能够有效改善复合材料的抗氧化性能而不影响它的力学性能。 展开更多

关键词 真空弧离子源 SiC-C/SiC 铝离子注入 氧化实验

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胡椒孔法在强流脉冲离子束中的发射度测量 被引量：4

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作者 柯建林 周长庚 邱瑞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2067-2070,共4页

真空弧离子源的引出束流具有低能、强流等特点,当离子源工作在单脉冲模式时,被广泛采用的缝-杯式和Alison式发射度测量方法不再适用。采用基于成像板的胡椒孔法测量了真空弧离子源的发射度。初步研制了胡椒孔法发射度测量装置,利用该装... 真空弧离子源的引出束流具有低能、强流等特点,当离子源工作在单脉冲模式时,被广泛采用的缝-杯式和Alison式发射度测量方法不再适用。采用基于成像板的胡椒孔法测量了真空弧离子源的发射度。初步研制了胡椒孔法发射度测量装置,利用该装置测量了引出电压为64 kV时脉冲束流的发射度和发射相图。在x方向和y方向,测得归一化均方根发射度分别为6.41,4.61π.mm.mrad。测量结果表明该真空弧离子源在64 kV时的归一化发射度远大于其他类型的离子源的发射度。 展开更多

关键词 发射度测量 真空弧离子源 胡椒孔 单脉冲束

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强束流钽、碳离子双注入H13钢的研究 被引量：2

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作者 杨建华 张通和 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2004年第2期26-29,共4页

选用强碳化物形成元素钽作为金属蒸汽真空弧离子源(metal vapor vacuum arc,简称MEVVA)的阴极,对H13钢进行了钽离子注入表面改性研究。对比了Ta、C离子单注入和Ta、C离子双注入的效果,测量了离子注入表面的成分,考察了注入表面的相结构... 选用强碳化物形成元素钽作为金属蒸汽真空弧离子源(metal vapor vacuum arc,简称MEVVA)的阴极,对H13钢进行了钽离子注入表面改性研究。对比了Ta、C离子单注入和Ta、C离子双注入的效果,测量了离子注入表面的成分,考察了注入表面的相结构。在相同的摩擦磨损试验条件下,测量了摩擦因数和磨损量,研究表明,和未注入Ta、C单离子注入相比,Ta、C离子双注入提高了H13钢的耐磨性并大幅度降低了其表面的摩擦因数。双注入区出现的弥散TaC相是耐磨性提高、摩擦因数降低的主要原因。在试验条件下,对H13钢单注入Ta时未发现TaC的形成。 展开更多

关键词 钽 双注入 金属蒸汽真空弧离子源

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铝离子注入不锈钢表面提高Al-Si钎料浸润分析 被引量：1

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作者 王国伟 徐睦忠 +1 位作者 田修波 巩春志 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期45-48,115,共4页

为了实现铝合金和不锈钢的钎焊连接,对不锈钢进行铝离子注入前处理.注入电压为40 kV,注入剂量分别为3×1017,6×1017,9×1017离子数/cm2.分析了注铝不锈钢表面化学状态,评价了BAl88Si钎料在注铝不锈钢及未注铝不锈钢表面的... 为了实现铝合金和不锈钢的钎焊连接,对不锈钢进行铝离子注入前处理.注入电压为40 kV,注入剂量分别为3×1017,6×1017,9×1017离子数/cm2.分析了注铝不锈钢表面化学状态,评价了BAl88Si钎料在注铝不锈钢及未注铝不锈钢表面的润湿铺展能力.结果表明,注铝不锈钢表面为Al和Fe元素共存;温度为600,610℃时,钎料在未注铝不锈钢表面不能润湿附着,温度为650℃时钎料在未注铝不锈钢表面润湿性提高,润湿角约为40°.不锈钢表面经过铝离子注入前处理后,钎料润湿性能提高.当注入电压为40 kV、注入剂量为9×1017离子数/cm2时,温度在600℃下BAl88Si钎料在注铝不锈钢表面即可实现有效润湿,润湿角在20°左右,可以满足钎焊需要. 展开更多

关键词 金属蒸气真空弧离子源 离子注入 BAl88Si钎料 润湿性 不锈钢

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高能量离子束诊断质谱仪的研制及性能表征

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作者 苏海波 谭国斌 +5 位作者 黄正旭 洪义 车欣欣 王攀攀 高伟 周振 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期153-159,I0006,共8页

本研究开发了一台应用于高能量离子束诊断的直线式飞行时间质谱仪,实现了其与高能真空弧放电离子源的联用。该仪器加速电压30 kV,飞行腔有效飞行距离1.5 m,通过短脉冲离子门精确截取,ICCD高速相机优化聚焦,仪器分辨率优于90 FWHM,对放... 本研究开发了一台应用于高能量离子束诊断的直线式飞行时间质谱仪,实现了其与高能真空弧放电离子源的联用。该仪器加速电压30 kV,飞行腔有效飞行距离1.5 m,通过短脉冲离子门精确截取,ICCD高速相机优化聚焦,仪器分辨率优于90 FWHM,对放电过程中产生的等离子体可实现不同时间的离子成分分析。将该方法用于真空弧放电离子源放电过程中离子成分的检测,放电2μs时,电离成分以气态离子C+、O+、C2+、O2+为主;放电6μs后,除气体成分外,还可以检测到Fe+、Cu+及其同位素金属离子峰。该仪器能够给出离子源放电产生离子的种类、价态以及相对含量等信息,可实现整个放电过程产生离子成分信息的准确诊断。 展开更多

关键词 直线式飞行时间质谱仪 真空弧放电离子源 等离子体 高能离子束诊断

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低束流Nd^(3+)注入硅基薄膜结构及光致发光的研究 被引量：2

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作者 曾宇昕 王水凤 +3 位作者 元美玲 程国安 肖志松 徐飞 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期377-380,共4页

采用金属蒸气真空弧离子源（MEVVA）制备了掺Nd3+硅基薄膜材料。用扫描电镜和X射线衍射观测了表面形貌及物相结构随注入条件、退火温度的变化,样品经1000°C退火处理形成NdSi相钕硅化合物。测试了样品的光致荧光谱,在254nm（～5.0e... 采用金属蒸气真空弧离子源（MEVVA）制备了掺Nd3+硅基薄膜材料。用扫描电镜和X射线衍射观测了表面形貌及物相结构随注入条件、退火温度的变化,样品经1000°C退火处理形成NdSi相钕硅化合物。测试了样品的光致荧光谱,在254nm（～5.0eV）光激发下获得了紫蓝光区（410～430nm）和红光区（746nm）荧光发射,随着退火温度的升高,荧光强度增大。746nm红光光谱显示了Nd3+特征光发射跃迁（4F7/2,4S3/2→4I9/2）,讨论了注入层结构与荧光发射的相关性。 展开更多

关键词 硅基薄膜 离子注入 ND^3+ 结构 光致发光 钕(Ⅲ) MEVVA 金属蒸气真空弧离子源

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