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Penning型负氢离子源诊断 被引量:1
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作者 董攀 龙继东 +3 位作者 杨振 王韬 何小中 张开志 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2503-2506,共4页
为了给小型医用回旋加速器提供负氢离子,研制了一台Penning型负氢离子源。采用发射光谱法对该负氢离子源进行了诊断,同时结合离子源功率变化对离子源工作状态进行了分析。实验测量了不同氢气流量、离子源弧流及磁场条件下,该离子源等离... 为了给小型医用回旋加速器提供负氢离子,研制了一台Penning型负氢离子源。采用发射光谱法对该负氢离子源进行了诊断,同时结合离子源功率变化对离子源工作状态进行了分析。实验测量了不同氢气流量、离子源弧流及磁场条件下,该离子源等离子体氢原子巴尔末系中前三条谱线的相对光强和离子源功率变化,分析了不同工作条件对离子源工作状态的影响。结果表明:在可调节范围内,该离子源的工作状态主要受氢气流量的影响,对离子源弧流及磁场的变化不敏感。 展开更多
关键词 penning离子源 离子 发射光谱 离子源功率
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离子液体离子源束流粒子模拟及束流调控
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作者 黄成金 林建辉 +3 位作者 张红平 屈曦 周沧涛 李牧 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期124-133,共10页
离子液体离子源可以提供种类丰富的大质量离子,在离子推力器等方面有重要应用。为了获得离子液体离子源束流品质参数并有效调控束流品质,使用粒子方法模拟了离子液体离子源束流加速过程,研究了束电流、加速电压和发射锥-引出电极轴向间... 离子液体离子源可以提供种类丰富的大质量离子,在离子推力器等方面有重要应用。为了获得离子液体离子源束流品质参数并有效调控束流品质,使用粒子方法模拟了离子液体离子源束流加速过程,研究了束电流、加速电压和发射锥-引出电极轴向间距等三个常用操作条件对束流发射度和Twiss参数的影响。研究表明:束流的归一化发射度随束电流的降低、发射锥-引出电极轴向间距的减小和加速电压的升高而降低。加速过程会造成动能分布展宽,束电流和加速电压对加速效率没有明显影响,而增加发射锥-引出电极轴向间距可以提高加速效率。进一步以加速过程模拟得到的束流参数集为输入,模拟了厘米级空间尺度束流的调控。研究表明通过一组三电极静电透镜,可以有效调控束流的发散、速度分布和比冲性能,而不增加对现有离子液体电推力器电源配置的要求。 展开更多
关键词 离子液体离子源 束流调控 推力器 发射度 粒子模拟
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大气压固体分析探头离子源串联质谱法快速检测化妆品中的10种禁用物质
3
作者 梁静文 陆土柳 +1 位作者 周智明 岑立怡 《分析科学学报》 北大核心 2025年第1期53-58,共6页
基于大气压固体分析探头离子源串联质谱(ASAP-MS/MS)技术,建立了快速检测化妆品中10种禁用药物的方法。样品经乙腈提取后,无需进一步净化和色谱分离,采用多反应监测(MRM)模式,正负离子同时扫描,离子源温度120℃,电晕针电流3μA,脱溶剂... 基于大气压固体分析探头离子源串联质谱(ASAP-MS/MS)技术,建立了快速检测化妆品中10种禁用药物的方法。样品经乙腈提取后,无需进一步净化和色谱分离,采用多反应监测(MRM)模式,正负离子同时扫描,离子源温度120℃,电晕针电流3μA,脱溶剂气温度550℃,脱溶剂气流速1000 L/H,针对各目标化合物,选择其两对特征碎片离子进行定性分析,以丰度比实现对化妆品中禁用药物的快速筛查。10种化合物的检出限为0.03μg/g,定量限为0.1μg/g。将方法应用于20批化妆品检测,并通过高效液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)验证,两者结果一致。此方法简便、快速、灵敏度高,适用于大批量化妆品样品中的禁用药物筛查。 展开更多
关键词 大气压固体分析探头离子源 高效液相色谱-串联质谱 禁用物质 化妆品
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伴随中子管Penning源诊断及仿真研究
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作者 叶龙建 董攀 +3 位作者 李杰 张东东 陈宇航 胡志杰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期66-73,共8页
Penning离子源因为结构简单、体积小、功耗低等优点,被广泛应用在伴随中子管中。基于实验室所用的潘宁(Penning)离子源,分析其电离时的伏-安特性;通过CCD相机拍摄观察离子源内部等离子体分布情况;采用光谱法诊断氢等离子体中电子的密度... Penning离子源因为结构简单、体积小、功耗低等优点,被广泛应用在伴随中子管中。基于实验室所用的潘宁(Penning)离子源,分析其电离时的伏-安特性;通过CCD相机拍摄观察离子源内部等离子体分布情况;采用光谱法诊断氢等离子体中电子的密度和温度。基于实验测试用的Penning离子源结构,建立H2分子碰撞电离的全局模型,分析离子源的工作参数与等离子体中电子温度和电子密度之间的关系。仿真结果表明:电子温度和电子密度与离子源的运行压强、磁场和功率密切相关;电子密度随功率增加逐渐增加、随磁场强度和压强都是先增加后减小,因此需将磁场强度控制在0.03~0.05 T,压强控制在(0.2~2)×10^(-2)Pa之间;电子温度随功率增加逐渐增加、随压强增加逐渐减小。通过模型可知,在Penning离子源的工作区间内,电子平均温度小于10 eV,电子密度数量级为10^(10) cm^(-3)。 展开更多
关键词 penning离子源 离子诊断 氢等离子 数值分析 全局模型
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Penning阱存储离子的高分辨分析 被引量:3
5
作者 汪华英 包永芳 刘名扬 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期153-158,共6页
根据Penning阱中存储和探测离子的原理 ,研究改善离子谱分辨率的有效措施 ,发现离子谱的分辨率与LC振荡回路的Q值、阱中离子的密度及LC回路的谐振频率等因素有关。实验中 ,谐振频率为 4 80千赫兹 ,Q在 12 0左右 ,电子束流在 4 0微安左... 根据Penning阱中存储和探测离子的原理 ,研究改善离子谱分辨率的有效措施 ,发现离子谱的分辨率与LC振荡回路的Q值、阱中离子的密度及LC回路的谐振频率等因素有关。实验中 ,谐振频率为 4 80千赫兹 ,Q在 12 0左右 ,电子束流在 4 0微安左右 ,真空度合适时 ,得到了较高分辨率的离子谱。最后对离子谱进行了辨认 ,离子分别是H+3 ,H+5,H+6,H+7。 展开更多
关键词 penning 离子存储 高分辨分析 离子 分辨率 离子 电离
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Penning阱存储离子的灵敏探测 被引量:1
6
作者 汪华英 原如领 于延宁 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期363-368,共6页
对Penning阱中存储离子的探测原理和技术进行了研究,得到了较高探测灵敏度和较高信器比的H+n(n=1,2,3,4)离子谱,为开展离子与中性气体原子(或分子)碰撞过程等课题的研究创造了条件。
关键词 penning 离子 探测原理
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Penning阱中离子谱的优化及H_n^+离子的分析 被引量:2
7
作者 刘名扬 孙维瑾 张民 《物理实验》 2008年第11期12-16,共5页
根据Penning阱存储离子的探测原理,系统分析了阱内离子信号及信号本身的噪声、实验仪器及探测电路的噪声干扰,采用适当的品质因数和电子束流,得到较高信噪比和分辨率的离子谱.并对Hn+离子的形成机制和结构进行了分析.
关键词 penning离子 信噪比 分辨率 离子
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Penning阱中离子运动的分析 被引量:2
8
作者 刘名扬 任晓斌 张民 《物理实验》 2007年第9期38-39,41,共3页
根据Penning离子阱结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中沿z轴运动和在xy平面上的运动进行详细分析,最后得到比荷为m/q的离子在Penning阱内的运动为沿磁场方向的简谐振动、绕磁感线旋转的回旋运动和垂直于z轴及... 根据Penning离子阱结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中沿z轴运动和在xy平面上的运动进行详细分析,最后得到比荷为m/q的离子在Penning阱内的运动为沿磁场方向的简谐振动、绕磁感线旋转的回旋运动和垂直于z轴及径向绕z轴的漂移运动的叠加. 展开更多
关键词 penning 简谐振动 回旋运动 漂移运动
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Penning阱中H_n^+团簇离子的检测与确认 被引量:1
9
作者 刘名扬 孙维瑾 《物理实验》 2007年第11期12-15,共4页
报道了在Penning阱中检测与确认Hn+团簇离子的方法,介绍了离子在阱中的运动,重点分析了离子存储条件、离子的产生与探测、离子信号的放大与检波以及离子谱的分辨.
关键词 penning离子 回路共振法 Hn^+ 团簇离子
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囚禁单个和两个共面超冷离子的Penning阱系统的量子力学求解
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作者 冯芒 方细明 +2 位作者 施磊 罗学立 朱熙文 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期45-51,共7页
分别求解囚禁了一个和两个共面超冷离子的Penning阱系统的薛定谔方程。
关键词 penning 超冷离子 几率密度分布 薛定谔方程
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双驱动射频负氢离子源匹配网络设计与实验研究
11
作者 阳璞琼 李宇乾 +4 位作者 蒋才超 潘军军 刘波 陈世勇 谢远来 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期155-160,共6页
随着磁约束聚变实验装置对中性束注入器的输出束流强度与脉冲时间的要求越来越高,开展高功率大面积射频离子源的研究迫在眉睫。为了实现大面积、高密度均匀等离子体放电,基于多驱动射频离子源的设计是当前的发展趋势,而阻抗匹配网络是... 随着磁约束聚变实验装置对中性束注入器的输出束流强度与脉冲时间的要求越来越高,开展高功率大面积射频离子源的研究迫在眉睫。为了实现大面积、高密度均匀等离子体放电,基于多驱动射频离子源的设计是当前的发展趋势,而阻抗匹配网络是射频功率源将最大功率输送至线圈并耦合至等离子体的关键,故对其结构设计和调谐特性的研究是不可或缺的。基于前期在单驱动射频离子源的研究基础上,结合双驱动射频离子源的放电需求,开展了双驱动阻抗匹配网络优化结构的设计与分析,通过实验中对匹配网络的调谐,成功实现了140 kW高功率和25 kW/1 000 s长脉冲的稳定运行。随后在等离子体稳定放电的基础上研究了两个驱动器之间的功率分配均匀性问题,实验结果表明了该匹配网络的优化设计合理可行,上下驱动器的射频功率分配基本均匀。 展开更多
关键词 中性束注入系统 双驱动射频离子源 阻抗匹配 射频功率传输系统 离子
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Penning阱中离子谱的优化
12
作者 刘名扬 《大学物理实验》 2009年第1期23-29,共7页
根据Penning阱存储离子的探测原理,系统分析了阱内离子信号及信号本身的噪声、实验仪器及探测电路的噪声干扰,采用适当的品质因数和电子束流,得到较高信噪比和分辨率的离子谱。为深入开展Hn+(n≥3)对离子的形成机制、离子与中性气体原... 根据Penning阱存储离子的探测原理,系统分析了阱内离子信号及信号本身的噪声、实验仪器及探测电路的噪声干扰,采用适当的品质因数和电子束流,得到较高信噪比和分辨率的离子谱。为深入开展Hn+(n≥3)对离子的形成机制、离子与中性气体原子或分子碰撞过程等问题的研究创造了更好的条件。 展开更多
关键词 penning离子 信噪比 分辨率 离子
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基于全永磁微波离子源钛自成靶的D-D中子源设计研究 被引量:1
13
作者 李旭 廖晨伦 +6 位作者 谢亚红 曹小岗 洪兵 梁立振 顾玉明 胡纯栋 孟献才 《真空与低温》 2024年第3期336-342,共7页
介绍了一种基于全永磁微波离子源钛自成靶技术的紧凑型氘氘(D-D)中子源,其设计中子产额为1×10^(9)s^(-1)。该D-D中子源已经进行了800 h以上的测试,系统可重复稳定运行。早期测试结果显示,系统打火频率高、中子产额低,长时间放电后... 介绍了一种基于全永磁微波离子源钛自成靶技术的紧凑型氘氘(D-D)中子源,其设计中子产额为1×10^(9)s^(-1)。该D-D中子源已经进行了800 h以上的测试,系统可重复稳定运行。早期测试结果显示,系统打火频率高、中子产额低,长时间放电后反向电子会烧蚀Al2O3陶瓷窗,导致微波耦合困难,氘等离子体无法点亮。通过在等离子体腔室中添加氮化硼(BN)保护片以及在钛靶与高压电极之间增加电子抑制电阻,有效抑制了Al2O3陶瓷窗的损伤。通过对等离子体电极孔径的优化和降低腔室压力,降低了打火频率,提高了中子的产额。系统优化后,氘离子能量为70 keV、束流强度为5 mA时,中子产额达到了2.0×10^(8)s^(-1)。在氘离子能量为97 keV、束流强度为6.6 mA时,系统中子产额达到5.2×10^(8)s^(-1)。 展开更多
关键词 微波离子源 氘氘核反应 钛自成靶 中子源
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工质流量对ECR离子源束流影响研究
14
作者 牟浩 耿海 +3 位作者 吴先明 蒲彦旭 谈人玮 杨涓 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期793-800,共8页
栅格进气道电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)离子源推进剂供给压强低、无阴极,有应用于吸气式电推进系统的潜力。流量对离子源的束流影响显著,当流量超过临界流量时,离子束流的增长受到抑制。为明晰限制离子束流增长的... 栅格进气道电子回旋共振(electron cyclotron resonance,ECR)离子源推进剂供给压强低、无阴极,有应用于吸气式电推进系统的潜力。流量对离子源的束流影响显著,当流量超过临界流量时,离子束流的增长受到抑制。为明晰限制离子束流增长的根本原因,开展不同流量下氮工质栅格进气道ECR离子源的Langmuir探针诊断实验,并基于诊断结果计算了寻常(ordinary,O)波截止区和电子获能指标的分布。研究结果表明,当流量低于临界流量时,随着流量增加,离子密度快速增加,限制离子束流增长的主要因素是中性气体密度。当流量超出临界流量时,O波截止区几乎覆盖整个等离子体产生区域,这导致电子能量获取效率下降了一个数量级。此时,限制离子束流增长的主要因素转变为电子温度。 展开更多
关键词 电子回旋共振离子源 离子体诊断 流量 吸气式电推进
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新型空心电极辉光离子源的供电控制系统设计及应用
15
作者 万英奇 任敏 +2 位作者 詹陈锐 王占扩 陈吉文 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1979-1985,共7页
离子源作为质谱仪的核心部件,对实现痕量检测有着至关重要的作用。供电系统作为离子源的重要组成部分,直接影响离子源的稳定性、效率和性能。基于实验室自研的新型空心电极辉光离子源,该文提出了一种基于先进精简指令集器件(ARM)高精度... 离子源作为质谱仪的核心部件,对实现痕量检测有着至关重要的作用。供电系统作为离子源的重要组成部分,直接影响离子源的稳定性、效率和性能。基于实验室自研的新型空心电极辉光离子源,该文提出了一种基于先进精简指令集器件(ARM)高精度数字控制的辉光离子源供电系统。该系统具备多电极片电源动态设置功能,并能实时监测电源输出,通过与离子源的电离腔体结合,实现了离子的激发,并能够调节离子源的电源电压,以满足对离子激发的需求,提升仪器的灵敏度。实验室自研辉光实验平台的验证结果显示,该离子源供电系统设计合理,电压输出稳定可控,满足质谱仪对离子源电离电压的需求。 展开更多
关键词 辉光离子源 供电系统 高精度 数字控制
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面向MEMS质谱仪离子源的场发射针尖阵列研制及性能
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作者 吴章旭 程玉鹏 +5 位作者 李山 朱五林 沈琛 胡郑蕊 徐椿景 陈池来 《微纳电子技术》 CAS 2024年第9期100-107,共8页
针对微电子机械系统(MEMS)质谱仪应用中对高工作气压和高电子电流的需求,同时保持MEMS技术在体积和质量上的优势,研制了一种用于MEMS质谱仪离子源的基于场发射原理的针尖阵列。通过MEMS加工技术实现了最大44个/mm^(2)的针尖密度,并在4和... 针对微电子机械系统(MEMS)质谱仪应用中对高工作气压和高电子电流的需求,同时保持MEMS技术在体积和质量上的优势,研制了一种用于MEMS质谱仪离子源的基于场发射原理的针尖阵列。通过MEMS加工技术实现了最大44个/mm^(2)的针尖密度,并在4和6英寸(1英寸=2.54 cm)的硅基晶圆上完成平行批量制造。实验结果显示,1600个针尖组成的阵列在3.4×10^(-3)Pa气压下最大发射电流达到1.28 mA,在23.71 Pa的气压下达到92.93μA,同时单片集成结构使其具备与永磁体结合的放电增强能力,磁场下针尖阵列的最大放电电流提升175.79%。初步的测试结果证实了场发射针尖阵列作为离子源在MEMS质谱仪中的应用潜力。 展开更多
关键词 质谱仪 微电子机械系统(MEMS) 针尖阵列 离子源 场发射 电子发射
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负氦离子束产生技术研究
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作者 陈浩南 崔保群 +9 位作者 唐兵 陈立华 马瑞刚 马鹰俊 马燮 张一帆 赵建革 王云峰 杨超 于荣凯 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期205-212,共8页
串列加速器可产生MeV级的正离子束,其中He离子束可用于离子束分析、离子注入等实验研究和工业应用,是串列加速器不可或缺的一种离子束流。串列加速器要求负离子注入,负氦离子束是串列加速器产生MeV级He离子束的关键。由于基态He原子电... 串列加速器可产生MeV级的正离子束,其中He离子束可用于离子束分析、离子注入等实验研究和工业应用,是串列加速器不可或缺的一种离子束流。串列加速器要求负离子注入,负氦离子束是串列加速器产生MeV级He离子束的关键。由于基态He原子电子亲合能小于0,无法直接在离子源中产生和引出He-离子束,只能通过连续两次的电荷交换产生,所以He^(-)离子束被认为是最难产生的负离子束之一。针对串列加速器He^(-)离子的注入需求,研究设计了一款负氦离子源,使用多峰会切场离子源电离产生He^(+)离子,注入电荷交换器中,通过电荷交换产生He^(-)离子束。模拟了多峰会切场离子源的磁场位形和粒子轨迹,验证了多峰场构型对电子约束的作用,能维持离子源稳定放电。设计了电荷交换器结构,考虑了热平衡状态时的温度分布,确保了金属Cs作为电荷交换介质的长期稳定运行。基于中国原子能科学研究院1.7 MV串列加速器低能束流线平台开展了产生负氦离子束的实验,优化了离子束的聚焦传输参数,测量了电荷交换器工作温度和He^(+)离子注入能量对He^(-)离子产率的影响。实验中测得最大He^(-)离子产率为1.76%±0.03%,调节离子源放电参数得到了最大1.5μA的He^(-)离子束流,基本满足串列加速器的注入需求。后续进一步改进离子源,增强放电强度,提高引出He^(+)离子流强,有望进一步提升He^(-)离子流强。该研究为国产负氦离子源的发展提供了重要技术支持,对实现串列加速器技术的自主可控具有重要意义。 展开更多
关键词 负氦离子 离子源 电荷交换 负氦离子产率
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大面积单激励器射频离子源等离子体均匀性分析
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作者 杨立鑫 陈俞钱 +3 位作者 谢亚红 彭旭峰 梁立振 胡纯栋 《能源研究与管理》 2024年第1期138-144,共7页
为了提高等离子体分布均匀度,基于有限元分析法与实验相结合的方法,从射频离子源驱动器尺寸和引出区尺寸2个方面对单驱动射频离子源放电室进行设计。模拟研究结果表明,电子均匀度的增长幅度随驱动器尺寸的大小变化比较缓慢。根据不同驱... 为了提高等离子体分布均匀度,基于有限元分析法与实验相结合的方法,从射频离子源驱动器尺寸和引出区尺寸2个方面对单驱动射频离子源放电室进行设计。模拟研究结果表明,电子均匀度的增长幅度随驱动器尺寸的大小变化比较缓慢。根据不同驱动器尺寸电子密度分布研究结果,在引出区尺寸为320 mm时,电子均匀度能够满足90%的要求。根据实验研究结果表明,在引出区尺寸为320 mm时电子分布均匀且均匀度>90%,并与模拟结果相吻合。因此,为使得等离子体分布均匀度能够达到要求,离子源放电室底部引出面附近引出区尺寸应该设计为320 mm。 展开更多
关键词 射频离子源 驱动器尺寸 引出区尺寸 电子均匀度
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条形离子源栅网设计及优化
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作者 龚俊 袁祖浩 +3 位作者 佘鹏程 何秋福 李勇 孔令通 《半导体技术》 北大核心 2024年第2期196-200,共5页
为克服传统圆形离子源刻蚀基片数量较少、产能较低的劣势,提高离子源栅网的精度、稳定性及使用寿命,设计出一种用于离子束刻蚀的条形离子源栅网。采用ANSYS18.2对栅网进行热应力仿真模拟分析,为进一步增强离子源栅网性能,通过加工前后... 为克服传统圆形离子源刻蚀基片数量较少、产能较低的劣势,提高离子源栅网的精度、稳定性及使用寿命,设计出一种用于离子束刻蚀的条形离子源栅网。采用ANSYS18.2对栅网进行热应力仿真模拟分析,为进一步增强离子源栅网性能,通过加工前后的真空退火处理,达到改善栅网使用性能、提高稳定性和延长使用寿命的效果。将两种栅网装载至M431-9/UM型离子束刻蚀设备进行实验验证,结果表明相比条形腰孔曲面型栅网,条形圆孔平面型栅网在热应力下形变量更小,更符合离子源对精度、稳定性及使用寿命的要求。 展开更多
关键词 离子源栅网 退火 形变 均匀性 稳定性
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基于BP神经网络PID的中子发生器离子源阳极电流控制研究
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作者 方宁 董翔 +1 位作者 梁参军 郝丽娟 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期94-100,共7页
本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果。基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析。通过L... 本文将BP神经网络算法与PID控制结合,优化了中子发生器控制离子源阳极电流PID调节过程,实现了控制器自适应整定,提升了控制效果。基于离子源阳极电流控制模型改进了PID算法,通过MATLAB/Simulink软件对两种算法进行仿真并对比分析。通过LabVIEW控制并采集离子源阳极电流值,使用改进后的BP神经网络PID算法控制程序进行实验。经实验表明,BP神经网络PID对离子源阳极电流控制能够实现参数的自适应整定,相比传统PID控制器超调量更小、响应速度更快,提高了中子发生器的控制稳定性。 展开更多
关键词 中子发生器 离子源 BP神经网络 PID控制器
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