二氧化硅气凝胶光学性能及辐射探测性能研究

1

作者 燕奕宏 张美 +5 位作者 盛亮 唐灵芝 纪富 何佳洋 胡光 胡华四 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期127-133,共7页

针对惯性约束聚变中高能γ射线探测存在的X射线影响,以及气体切伦科夫辐射体调控阈值复杂或部分切伦科夫辐射体不可调控阈值的问题,提出了使用硅气凝胶作为切伦科夫辐射体对γ射线进行探测的方法。首先,搭建透过率测量平台,测量了厚度为... 针对惯性约束聚变中高能γ射线探测存在的X射线影响,以及气体切伦科夫辐射体调控阈值复杂或部分切伦科夫辐射体不可调控阈值的问题,提出了使用硅气凝胶作为切伦科夫辐射体对γ射线进行探测的方法。首先,搭建透过率测量平台,测量了厚度为1 cm的410 mg/cm^(3)硅气凝胶在250~800 nm波长范围内的透过率,得到了硅气凝胶的吸收散射系数;然后,使用最小偏差角的方法对硅气凝胶的折射率进行了测量,并对全波段折射率进行拟合;进而,将得到的吸收散射系数与折射率写入Geant4软件,在硅气凝胶探测系统中,对不同能量γ射线的能量响应进行了模拟计算;最后,在西北核技术研究院的^(60)Co源上搭建系统,分别对硅气凝胶及石英玻璃的发光强度进行了测量。结果表明:硅气凝胶净信号达到了11.67 nA,不确定度为3.8%;石英玻璃的净信号达到了373.67 nA,不确定度为3.2%。研究结果证实了硅气凝胶切伦科夫探测系统对γ射线探测的可行性,说明了硅气凝胶可作为切伦科夫辐射体应用于惯性约束聚变中的高能γ射线诊断。 展开更多

关键词 惯性约束聚变 γ射线探测 切伦科夫辐射体 硅气凝胶

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γ射线二极管寿命提升关键技术实验研究 被引量：4

2

作者 孙江 胡杨 +7 位作者 张金海 蔡丹 苏兆锋 赵博文 孙铁平 孙剑锋 呼义翔 彭士香 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期328-335,共8页

本文通过分析γ射线二极管的物理过程,对二极管的阴阳极材料和结构进行了改进,并在强光一号装置上进行了实验验证。实验结果表明,通过采用深槽结构的黄铜阴极和多层阳极靶可显著降低强光一号装置二极管的阴极烧蚀、溅射沉积污染及阳极的... 本文通过分析γ射线二极管的物理过程,对二极管的阴阳极材料和结构进行了改进,并在强光一号装置上进行了实验验证。实验结果表明,通过采用深槽结构的黄铜阴极和多层阳极靶可显著降低强光一号装置二极管的阴极烧蚀、溅射沉积污染及阳极的热-力学损伤。改进后的阴极至少可重复使用3发次,阳极至少可重复使用4发次。实验结果为建设中的大面积脉冲γ射线辐射装置二极管的研制和实验效率提升提供了新技术途径。 展开更多

关键词 γ射线二极管 热-力学损伤 溅射沉积污染 剂量率 辐射场分布

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消毒灭菌的电离辐射与电磁辐射等物理技术比较分析 被引量：12

3

作者 吕泽琦 谢彦召 杨海亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期126-136,共11页

消毒灭菌技术广泛应用于食品工业、医疗领域、水处理等方面。相对于传统化学和热效应的消毒灭菌方法,γ射线、X射线、电子束、微波、低温等离子体、紫外线、高压脉冲电场等物理手段具有不污染环境、消毒灭菌温度低、没有化学残留物等优... 消毒灭菌技术广泛应用于食品工业、医疗领域、水处理等方面。相对于传统化学和热效应的消毒灭菌方法,γ射线、X射线、电子束、微波、低温等离子体、紫外线、高压脉冲电场等物理手段具有不污染环境、消毒灭菌温度低、没有化学残留物等优点而日益受到重视。但这些物理技术手段各有不同,本文首先介绍了γ射线、X射线、电子束、微波、低温等离子体、紫外线、高压脉冲电场等消毒灭菌的技术原理,然后对比了各自优缺点和应用领域。每种方法都有优势和不足,应针对不同的消毒灭菌对象而选择不同的方式。最后,展望了消毒灭菌的发展方向,提出了消毒灭菌在家庭日常消毒、医疗垃圾处理、有人状态下的室内空气消毒等方面的迫切需求。 展开更多

关键词 消毒灭菌 X射线 电子束 微波 低温等离子体 紫外线 高压脉冲电场

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环形阴极宏观场增强因子计算研究 被引量：1

4

作者 黄种亮 徐启福 +1 位作者 来定国 邱孟通 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1508-1512,共5页

环形阴极是一种结构场增强型阴极,能有效提高电子发射性能,广泛应用于脉冲硬X射线负载、强流电子束装置及高功率微波系统中,对其宏观场增强效应计算研究具有重要意义。本文采用电荷等效法和镜像法相结合的方法,建立阴阳极间隙空间电场... 环形阴极是一种结构场增强型阴极,能有效提高电子发射性能,广泛应用于脉冲硬X射线负载、强流电子束装置及高功率微波系统中,对其宏观场增强效应计算研究具有重要意义。本文采用电荷等效法和镜像法相结合的方法,建立阴阳极间隙空间电场的理论计算模型,获得阴极表面电场分布及其宏观场增强因子,并拟合给出宏观场增强因子的经验估算公式。计算结果表明,当阴阳极间隙与阴极环宽之比(d/w)<5,环形阴极宏观场增强因子与d/w呈良好的线性关系,理论计算结果与Ansoft软件模拟结果基本一致。 展开更多

关键词 环形阴极 宏观场增强因子 电荷等效法 镜像法

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西安脉冲堆方波运行功率调节方法研究

5

作者 张良 袁建新 +6 位作者 赵巍 王宝生 张强 朱广宁 陈立新 杨宁 江新标 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期518-526,共9页

本文建立了数字化功率调节系统在方波运行下的自动控制方法,提出了新的功率调节系统投入时刻设计方案,给出了调节棒初始棒位和发射脉冲棒后堆芯正反应性大小的建议,设计了数字化系统的方波运行功率调节方法,使用西安脉冲堆仿真程序XPRS... 本文建立了数字化功率调节系统在方波运行下的自动控制方法,提出了新的功率调节系统投入时刻设计方案,给出了调节棒初始棒位和发射脉冲棒后堆芯正反应性大小的建议,设计了数字化系统的方波运行功率调节方法,使用西安脉冲堆仿真程序XPRSC对设计方法进行了优化和验证。结果表明,该方法可实现更宽定值功率范围内的方波运行,能为堆上试验提供理论指导。 展开更多

关键词 脉冲堆 功率调节 方波运行

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内置触发方式下单级FLTD触发脉冲参数及影响因素 被引量：4

6

作者 石琦 邱爱慈 +2 位作者 王志国 孙凤举 魏振宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期51-57,共7页

为了研究快放电直线型变压器驱动源(FLTD)内置触发方式下触发脉冲的波形参数及其影响因素,利用有限积分法(FIT)仿真软件,建立单级FLTD场路仿真模型,获得了到达各主支路开关的触发脉冲参数及其影响因素,并在1 MA FLTD实验平台上进行了验... 为了研究快放电直线型变压器驱动源(FLTD)内置触发方式下触发脉冲的波形参数及其影响因素,利用有限积分法(FIT)仿真软件,建立单级FLTD场路仿真模型,获得了到达各主支路开关的触发脉冲参数及其影响因素,并在1 MA FLTD实验平台上进行了验证。仿真结果表明:内置触发方式下,触发支路电感由100 nH增大至350 nH时,触发脉冲前沿由49.3 ns增大至60.1 ns;在触发支路置地电阻小于200Ω时,触发脉冲幅值随电阻增大而增大,在电阻高于200Ω后,置地电阻不影响触发脉冲幅值;角向传输线特征阻抗在58.0~76.5Ω范围变化时对触发脉冲波形参数影响较小。 展开更多

关键词 单级FLTD 内置触发方式 电磁模型 触发脉冲 影响因素

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纳秒脉冲下几种液态介质绝缘性能的比对 被引量：1

7

作者 贾伟 陈志强 +4 位作者 郭帆 李尧尧 祁宇航 程永平 杨天 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期110-115,共6页

利用自行研制的纳秒脉冲实验平台(输出脉冲前沿30 ns,半宽百纳秒)和标准介电强度测试仪,对变压器油、甘油、去离子水、Galden HT200四种液体绝缘介质在直流与纳秒脉冲下的击穿特性进行了实验研究与结果比对,结果表明:在直流与纳秒脉冲下... 利用自行研制的纳秒脉冲实验平台(输出脉冲前沿30 ns,半宽百纳秒)和标准介电强度测试仪,对变压器油、甘油、去离子水、Galden HT200四种液体绝缘介质在直流与纳秒脉冲下的击穿特性进行了实验研究与结果比对,结果表明:在直流与纳秒脉冲下,Galden HT200均具有最高的击穿场强,且两种情况下均比变压器油高出40%以上;纳秒脉冲下,Galden HT200与变压器油的击穿场强均提高6.5~7倍,Galden HT200击穿过程耗时最短(ns量级),其次是变压器油(20 ns),然后依次为甘油(45 ns)和去离子水(70 ns);多次放电后,粘度系数最大的甘油更易在电极间隙处聚集碳化放电产物,粘度系数较小的Galden HT200和去离子水则无明显痕迹,但二者放电过程会产生明显的冲击波,多次放电后易造成间隙电极松动。 展开更多

关键词 纳秒脉冲 液体介质 标准油杯 击穿场强 绝缘性能

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4 MV/80 kA IVA型脉冲X射线照相装置研制进展 被引量：5

8

作者 魏浩 尹佳辉 +9 位作者 张鹏飞 孙凤举 邱爱慈 梁天学 曾江涛 姜晓峰 王志国 孙江 刘文元 呼义翔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期70-75,共6页

介绍了西北核技术研究院研制的4 MV脉冲X射线闪光照相装置("剑光二号")系统组成和实验结果。装置基于感应电压叠加器(IVA)驱动阳极杆箍缩二极管(RPD)技术,主要由前级脉冲功率源、感应电压叠加器和RPD等组成。前级脉冲功率源... 介绍了西北核技术研究院研制的4 MV脉冲X射线闪光照相装置("剑光二号")系统组成和实验结果。装置基于感应电压叠加器(IVA)驱动阳极杆箍缩二极管(RPD)技术,主要由前级脉冲功率源、感应电压叠加器和RPD等组成。前级脉冲功率源由两台3.2 MV低电感Marx发生器和四路同轴水介质线组成。每台Marx同时给两路脉冲形成线(特征阻抗6Ω、电气长度30 ns)充电,充电峰值时间约370 ns。每路水介质线采用两级脉冲压缩,为感应腔馈入约1 MV/160 kA/60 ns电脉冲。电触发SF6气体开关、自击穿水开关分别用作主同步开关和脉冲陡化开关。感应电压叠加器采用四级1.5 MV感应腔串联,每级感应腔采用单点馈入结构。次级采用真空绝缘传输线实现电压叠加和功率传输,特征阻抗由30Ω线性增大至120Ω。采用4 MV电压下综合性能较优的RPD来产生强脉冲X射线。装置目前达到技术指标:输出电压4.3 MV、脉冲前沿(10%~90%)21 ns、半高宽约70 ns、二极管电流85 kA,X射线半高宽约55 ns,整机延时(从Marx触发器输出到X射线产生)约749 ns,标准偏差约7 ns。当RPD阳极采用直径2 mm钨针时,正前方1 m处剂量约15.5 rad(LiF),正向焦斑约1.4 mm。 展开更多

关键词 X射线照相 感应电压叠加器 阳极杆箍缩二极管 感应腔 脉冲形成线

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基于伴随粒子的快中子成像系统角分辨研究 被引量：1

9

作者 孙世峰 欧阳晓平 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期850-856,共7页

不同于传统的快中子成像系统,采用伴随粒子成像技术无需机械准直即可消除大部分γ射线和散射中子的干扰,实现对厚重物体的高对比度成像。角分辨是影响系统成像质量的一项重要参数。通过理论分析,研究了入射离子的初始动量、靶点尺寸和... 不同于传统的快中子成像系统,采用伴随粒子成像技术无需机械准直即可消除大部分γ射线和散射中子的干扰,实现对厚重物体的高对比度成像。角分辨是影响系统成像质量的一项重要参数。通过理论分析,研究了入射离子的初始动量、靶点尺寸和探测器空间分辨等多个因素对系统角分辨的影响。利用基于GEANT4的模拟程序,计算了不同参数下被标记中子出射角分布的二维图像。分析及模拟结果表明,靶点直径和α探测器空间分辨率是影响角分辨的重要因素。为满足系统角分辨小于1°的设计目标,入射离子的初始动量变化范围应较小,靶点直径应小于1 mm,同时α探测器的空间分辨率应小于0.5 mm。 展开更多

关键词 伴随粒子 角分辨 快中子成像 α探测器

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预电离开关触发间隙击穿时延特性 被引量：4

10

作者 王天驰 陈伟 +3 位作者 杜应超 王海洋 郭帆 谢霖燊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1994-2003,共10页

为了研究预电离开关触发间隙在是否叠加主间隙电场时的击穿时延特性,采用基于气体放电流体模型和有限容积法的二维程序对氮气中气压0.1~0.7MPa、电极间距0.5mm和1mm、间隙上脉冲电压上升速率与气压的比值d(u/p)/dt等于0.8 kV/(ns·M... 为了研究预电离开关触发间隙在是否叠加主间隙电场时的击穿时延特性,采用基于气体放电流体模型和有限容积法的二维程序对氮气中气压0.1~0.7MPa、电极间距0.5mm和1mm、间隙上脉冲电压上升速率与气压的比值d(u/p)/dt等于0.8 kV/(ns·MPa)和0.4 kV/(ns·MPa)、主间隙与触发间隙之间分压比不同时叠加主间隙径向电场下触发间隙的击穿过程进行模拟并对比实验数据。结果表明,由于d(u/p)/dt影响间隙中的平均归一化电场Eav/p的变化过程,d(Eav/p)/dt值确定时,气压、初始电子产生的时刻和电极间距等是影响间隙击穿时延的主要因素。叠加主间隙径向电场会增强触发间隙中的空间电场并加快电子崩的发展过程,但也会使电子沿径向漂移,导致击穿时延增长。为削弱叠加径向电场的影响,可以减小分压比、增大d(u/p)/dt和阳极直径。 展开更多

关键词 预电离开关 触发间隙 击穿时延 流体模型 有限容积法

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电流型碳化硅探测器 被引量：8

11

作者 欧阳晓平 刘林月 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1999-2011,共13页

本文从电流型半导体探测器的起源、传统电流型探测器在应用中的问题出发,论述了国内外在新型半导体探测器研制和电流型半导体探测器的研究现状。对半导体探测器结构和物理特性进行了研究,并重点介绍了电流型碳化硅(SiC)探测器的设计制... 本文从电流型半导体探测器的起源、传统电流型探测器在应用中的问题出发,论述了国内外在新型半导体探测器研制和电流型半导体探测器的研究现状。对半导体探测器结构和物理特性进行了研究,并重点介绍了电流型碳化硅(SiC)探测器的设计制作、响应性能研究、抗辐照性能研究等内容,为电流型半导体探测器的研究和应用提供参考。 展开更多

关键词 半导体探测器 电流型 硅探测器 SiC探测器

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传输线方程的高精度龙格-库塔数值求解方法 被引量：4

12

作者 王旭桐 周辉 +6 位作者 马良 程引会 李进玺 刘逸飞 赵墨 郭景海 王文兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期93-99,共7页

提出了一种求解传输线方程的高精度龙格-库塔(RK)方法。此方法在空间上采取高阶泰勒展开,提高了对空间微分的近似精度,减少了数值色散所带来的误差。与传统的时域有限差分法(FDTD)方法相比,在每波长采样数相同时,RK方法的计算精度更高... 提出了一种求解传输线方程的高精度龙格-库塔(RK)方法。此方法在空间上采取高阶泰勒展开,提高了对空间微分的近似精度,减少了数值色散所带来的误差。与传统的时域有限差分法(FDTD)方法相比,在每波长采样数相同时,RK方法的计算精度更高。同时,根据Taylor模型,对外界平面波激励源进行离散,成功利用RK方法对外部场激励传输线进行求解,扩大了龙格-库塔方法在求解传输线方程时的应用范围。通过编程对平面波辐照下无限大地平面上的单导体与双导体的算例分别应用FDTD方法与RK方法进行了计算,验证了RK方法的正确性。结果表明同等计算条件下RK方法的计算精度更高。 展开更多

关键词 龙格-库塔 场线耦合 传输线 时域有限差分 泰勒展开

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基于频率比较分析的中子/伽马实时甄别方法 被引量：2

13

作者 彭升宇 易义成 +4 位作者 卢毅 宋朝晖 谭新建 韩和同 管兴胤 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期520-525,共6页

目前有关中子/伽马甄别的方法在一些较极端的环境如空间粒子能谱测量中,由于测量时间长、环境复杂等原因,难以满足需要。本文研究一种基于频率比较分析的中子/伽马甄别方法,对该方法模拟电路的实现方式进行研究,并将其与频率梯度分析法... 目前有关中子/伽马甄别的方法在一些较极端的环境如空间粒子能谱测量中,由于测量时间长、环境复杂等原因,难以满足需要。本文研究一种基于频率比较分析的中子/伽马甄别方法,对该方法模拟电路的实现方式进行研究,并将其与频率梯度分析法进行了对比。结果表明,该方法拥有更好的甄别性能,既可通过数字电路实现粒子实时甄别,也可通过简单的带通滤波器实现实时甄别,有望应用于空间粒子测量以及探测系统小型化设计中。 展开更多

关键词 液体闪烁探测器 中子/伽马甄别 频率比较分析 带通滤波器

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基于概率统计的单粒子多单元翻转信息提取方法

14

作者 王勋 罗尹虹 +4 位作者 丁李利 张凤祁 陈伟 郭晓强 王坦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期353-359,共7页

航空航天电子系统对电子器件选型评估时需考虑器件的多单元翻转(MCU)情况,而MCU信息提取面临的最主要困难是缺少器件的版图信息。本文提出一种基于概率统计的单粒子MCU信息提取方法,其可在无版图信息条件下以较高精度提取单粒子翻转(SEU... 航空航天电子系统对电子器件选型评估时需考虑器件的多单元翻转(MCU)情况,而MCU信息提取面临的最主要困难是缺少器件的版图信息。本文提出一种基于概率统计的单粒子MCU信息提取方法,其可在无版图信息条件下以较高精度提取单粒子翻转(SEU)实验数据中的MCU信息。该方法通过统计分析SEU实验数据中不同翻转地址间的按位异或和汉明距离以提取MCU模板,然后利用该模板提取MCU信息。采用一款位交错SRAM器件的重离子实验数据对上述方法进行了验证,结果表明,该方法能以较高的精度提取实验数据中的MCU信息。该方法可省去对器件进行逆向工程的时间和成本,提高科学研究和航空航天器件选型效率。 展开更多

关键词 多单元翻转 多位翻转 单粒子翻转 单粒子效应 SRAM

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