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等离子体离子源在离子加速器、中子管、聚变装置、离子推进器等方面得到了广泛的应用。与阴极电子发射不同,离子发射面的位置和形状与等离子体参数、引出电压、电极形状有关。离子发射面是等离子体与真空的分界面,通常不是平面,而呈新月形。它总是自动地调节到某个位置,并最终达到平衡状态,发射面不再移动。正离子和负离子由于所带电荷不同,在强电场及强磁场引出时的发射

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用于新一代CT系统的热阴极栅控电子枪

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真空电子技术 2020年第3期33卷 51-53页

作者：秦臻刘平彭宇飞李建北赵伟龙继东张篁陈弹蛋中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

新一代的CT系统需要多个电子源以取代原有机械式结构。本文介绍了这样用途的一种热阴极栅控电子枪的物理设计、工艺制造及发射性能测试。发射电流设计为高于100 mA,脉冲宽度100μs,重复频率100 Hz。测试中使用可以提供1.8 kV阳极高压的... 详细信息

新一代的CT系统需要多个电子源以取代原有机械式结构。本文介绍了这样用途的一种热阴极栅控电子枪的物理设计、工艺制造及发射性能测试。发射电流设计为高于100 mA,脉冲宽度100μs,重复频率100 Hz。测试中使用可以提供1.8 kV阳极高压的直流电源,可调范围-60~200 V的栅控电源。计算仿真和优化已在设计阶段进行,包括电子枪结构设计和热设计。文中介绍了电子枪的发射测试结果及运行状况,测试中热阴极的发射电流密度高于9.04 A/cm^2,电子枪的发射电流高于490 mA。基本测试结果表明,该电子枪在设计、制造和运行中所有主要指标是完全满足要求的。

关键词：栅控电子枪热阴极钡钨阴极栅网束流测试 CT系统

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Ar气掺杂对潘宁源负氢离子产率的影响研究

Ar气掺杂对潘宁源负氢离子产率的影响研究

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中国核学会2017年学术年会

作者：陈宇航马帅龙继东石金水中国工程物理研究院流体物理研究所

负氢离子潘宁源作为11 MeV小型回旋加速器的核心部件之一,它的离子产率是一个关键参数,当前离子源引出缝面积小于2 mm,在加速器内能够引出1 mA以上的离子流,为了进一步提升离子源引出束流强度,我们研究了Ar气掺杂情况下离子源引出束流... 详细信息

负氢离子潘宁源作为11 MeV小型回旋加速器的核心部件之一,它的离子产率是一个关键参数,当前离子源引出缝面积小于2 mm,在加速器内能够引出1 mA以上的离子流,为了进一步提升离子源引出束流强度,我们研究了Ar气掺杂情况下离子源引出束流强度受到的影响。实验测量了掺杂气体前后的H-离子信号曲线,实验表明在放电氢气中掺杂入少量的Ar气能够有效提升相同弧流下的H离子产率,在向离子源内通入4 sccm氢气的条件下,3 kV引出电压时7.5%的掺杂量可以提升60%的H离子产额。另外,本文还通过结合以往的研究成果与理论实际分析实验数据,分析了Ar气对H离子产率影响的物理机制,得出以下推论:Ar气的加入之所以能提升H离子的产率,是因为它为负氢离子的形成提供了新的反应通道,提升了振动激发态氢分子浓度、增加了H形成。

关键词：潘宁离子源负氢离子 Ar气掺杂

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紧凑型强流脉冲中子发生器研究进展

紧凑型强流脉冲中子发生器研究进展

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中国核学会2017年学术年会

作者：杨振李杰董攀蓝朝晖郑乐李喜龙继东中国工程物理研究院流体物理研究所

近年来,鉴于紧凑型中子发生器在使用环境友好、操作安全简便、中子强度灵活可调等方面具有独特优势,其应用于中子照相、元素分析以及违禁物探测等方面的需求日趋强烈。本文汇报了一种紧凑型脉冲中子发生器的研究进展情况。该中子发生器... 详细信息

近年来,鉴于紧凑型中子发生器在使用环境友好、操作安全简便、中子强度灵活可调等方面具有独特优势,其应用于中子照相、元素分析以及违禁物探测等方面的需求日趋强烈。本文汇报了一种紧凑型脉冲中子发生器的研究进展情况。该中子发生器主要组成包括固体氘化物电极的真空弧离子源、单电极加速间隙、氘/氚化金属靶和其他附属部件。其中真空弧离子源放电发生在氘化电极之间,能够提供强流、短脉冲的氘离子束,本文对其放电参数和放电现象进行了研究。同时开展了束流光学的设计及束斑测量,并且为了抑制束流中大量的次级电子,设计中引入了靶端栅网结合偏压电阻的方式产生自偏电压。另外进行了D-D出中子测试实验,该中子发生器工作电压约100 kV,可在约10 Pa真空环境下工作,其中子产额可达到10n/p。本文对这类中子发生器的设计及运行中存在的一系列物理和技术问题进行了讨论和分析。

关键词：脉冲中子发生器真空弧离子源束流剖面次级电子

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脉冲激励多层介质阻挡放电特性实验研究

脉冲激励多层介质阻挡放电特性实验研究

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第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会

作者：李杰李喜谢宇彤王远江孝国龙继东章林文中国工程物理研究院流体物理研究所中国工程物理研究院脉冲功率科学与技术重点实验室中国工程物理研究院研究生部

多层介质阻挡放电在纵向空间增大放电等离子体的体积及其与材料相互作用的表面积,在实际工业生产中将有广泛的应用前景。本文采用单极性重复频率高压亚微秒脉冲功率源,其输出电压幅值0～100kV可调,重复频率可实现单次至1kHz连续可调,脉... 详细信息

多层介质阻挡放电在纵向空间增大放电等离子体的体积及其与材料相互作用的表面积,在实际工业生产中将有广泛的应用前景。本文采用单极性重复频率高压亚微秒脉冲功率源,其输出电压幅值0～100kV可调,重复频率可实现单次至1kHz连续可调,脉冲宽度约为230ns,前沿120ns。采用重频亚微秒脉冲高压电源激励大气压空气中多层介质阻挡放电结构。采用的平行板电极直径130mm,石英玻璃作为介质阻挡材料厚度为1mm,其中三层介质阻挡两层间隙所两层气隙分别间距2mm,两层间隙都表现为均匀的放电模式;五层介质挡板四层间隙分别为1mm、1mm、1mm及2mm,在保证外加电压幅值足够的情况下都表现为均匀放电,通过肉眼观察或采用普通相机(曝光时间1/17s)都不能分辨放电细丝的存在。对石英和陶瓷两种材料的多层介质阻挡放电情况进行对比实验研究,两种材料多层DBD都稳定均匀柔和。采用曝光时间5ns高速相机对两层介质挡板放电过程进行高速摄影实验,发现上下两层放电间隙发光均匀分布在整个放电间隙,并且两层间隙发光强弱保持良好的一致性;调整上下两层间隙的距离使他们的间距大小不同,通过高速摄影实验也发现放电发光的强弱位置出现在上下气隙中同一个位置,表明多层介质阻挡放电击穿具有同时性。

关键词：多层DBD 常压空气亚微秒脉冲高速摄影

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常压空气亚微秒脉冲多层介质阻挡实验研究

常压空气亚微秒脉冲多层介质阻挡实验研究

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中国核学会2013年学术年会

多层介质阻挡放电在纵向空间增大放电等离子体的体积及其与材料相互作用的表面积,在实际工业生产中将有广泛的应用前景。本文采用单极性重复频率高压亚微秒脉冲功率源,激励多层介质阻挡放电,在大气压空气中获得均匀的放电等离子体,采用... 详细信息

多层介质阻挡放电在纵向空间增大放电等离子体的体积及其与材料相互作用的表面积,在实际工业生产中将有广泛的应用前景。本文采用单极性重复频率高压亚微秒脉冲功率源,激励多层介质阻挡放电,在大气压空气中获得均匀的放电等离子体,采用普通相机(曝光时间1/17 s)不能分辨放电细丝的存在。采用高速相机对三层介质挡板两层2mm间隙放电过程进行高速摄影实验,在曝光时间5 ns情况下对放电等离子体进行拍摄,发现上下两层间隙放电发光均匀分布在整个放电间隙,并且两层发光强弱保持良好的一致性,表明多层介质阻挡放电击穿具有同时性。

关键词：多层介质阻挡放电常压空气亚微秒脉冲高速摄影

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X射线转换靶耐电子轰击能力的初步研究

X射线转换靶耐电子轰击能力的初步研究

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第八届全国核靶技术学术交流会

作者：龙继东禹海军石金水林郁正中国工程物理研究院

在闪光X光机中轫致辐射转换靶工作在高达10W以上的高能密度的瞬态载荷加载条件下。典型的束流参数是电子能量10MeV～20MeV,流强2～3kA,脉冲半高宽90ns,轰击在转换靶上的作用点尺寸1mm～6mm。提高转换靶耐电子束轰击的能力以适应未来长... 详细信息

在闪光X光机中轫致辐射转换靶工作在高达10W以上的高能密度的瞬态载荷加载条件下。典型的束流参数是电子能量10MeV～20MeV,流强2～3kA,脉冲半高宽90ns,轰击在转换靶上的作用点尺寸1mm～6mm。提高转换靶耐电子束轰击的能力以适应未来长脉冲和多脉冲电子束轰击是当前所关注的。本文重点分析了12MeV强流电子束脉冲对1.2mm厚钽靶的破坏机理,并在此基础上提出泡沫靶和叠靶等设计思路,初步结果证实其有一定效果。但若束流能量密度提高,这两种靶仍会被束流洞穿。因此提出以降低靶吸能后的膨胀速度为设计核心的观点,指导下一步的工作。

关键词：轫致辐射 X光机电子束转换靶

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Measurement of spatial resolution of 11 MeV proton radiography

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Nuclear Science and Techniques 2014年第6期25卷 36-39页

作者：张小丁李一丁杨国君魏涛何小中龙继东江孝国马超凡赵良超杨兴林张卓王远李伟峰石金水 Institute of Fluid physics China Academy of Engineering Physics

Proton radiography experiment with a Zumbro lens system was carried out on an 11 MeV proton *** experimental results show that the image blurring is improved markedly. Clear images and good spatial resolution of the density step edges are obtained, which is important for hydrotest experiments, and the spatial resolution can achieve ~100 μm.

关键词：质子回旋加速器空间分辨率成像实验电子测量图像模糊镜头系统水压实验

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负氢PIG型离子源的束流引出测量研究

负氢PIG型离子源的束流引出测量研究

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第十五届全国等离子体科学技术会议

作者：王韬杨振董攀龙继东李勤何小中张开志中国工程物理研究院流体物理研究所

用于产生负氢离子的PIG型离子源作为回旋加速器的内源得到了广泛的应用。离子源引出束流的性能参数将直接影响加速器的许多性能指标,在进行负氢束流初步引出测量实验中,束流强度的实验测量结果远远高于空间限制流的理论计算值。因此,一... 详细信息

用于产生负氢离子的PIG型离子源作为回旋加速器的内源得到了广泛的应用。离子源引出束流的性能参数将直接影响加速器的许多性能指标,在进行负氢束流初步引出测量实验中,束流强度的实验测量结果远远高于空间限制流的理论计算值。因此,一种电屏蔽盒的直流束流引出测量方法被提出。本文阐述了电屏蔽盒直流束流引出测量的基本方法,束流轨迹的CST数值模拟以及束流引出测量实验结果。通过空间电荷限制流的"V定律"进行拟合,推算得到引出电压为40kv时,负氢束流强度约达到4mA。

关键词：回旋加速器负氢离子 PIG型离子源起弧放电束流测量

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