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神光装置辐照腔体系统电磁脉冲的数值模拟

强激光与粒子束 2024年第4期36卷 173-179页

作者：孙会芳易涛董志伟周海京张玲玉余波刘品阳北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-3)T... 详细信息

应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-3)T,以角向磁场为主,电磁场最大值都集中在发射面附近,以脉冲直流场为主,交流辐射场幅度较小,约在kV/m量级。考察了注量对SGEMP效应的影响,注量越高,电场沿轴向变化越快,交流辐射场占比越大。

关键词：系统电磁脉冲蒙特卡罗方法全电磁粒子模拟方法 X射线

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稀薄空气、等离子体环境外系统电磁脉冲的数值模拟

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强激光与粒子束 2023年第5期35卷 62-70页

作者：孙会芳张玲玉董志伟周海京北京应用物理与计算数学研究所北京100094

为研究大气环境对系统电磁脉冲(SGEMP)的影响,针对海拔50~100 km的X射线能量沉积区,分别应用3维PIC程序及3维PIC-MCC程序各自开展预电离等离子体和稀薄空气条件下外SGEMP的建模与模拟研究,针对3种不同的X射线注量(4×10^(−3) J/cm^(2)、... 详细信息

为研究大气环境对系统电磁脉冲(SGEMP)的影响,针对海拔50~100 km的X射线能量沉积区,分别应用3维PIC程序及3维PIC-MCC程序各自开展预电离等离子体和稀薄空气条件下外SGEMP的建模与模拟研究,针对3种不同的X射线注量(4×10^(−3) J/cm^(2)、4×10^(−2) J/cm^(2)、0.4 J/cm^(2)),分别取对应两种不同海拔高度(70 km和80~90 km)的本底等离子体及海拔56 km的稀薄空气条件进行模拟计算,并和真空中的计算结果进行对比,得出预电离等离子体及稀薄空气对外SGEMP的影响规律:当X射线注量较低时,等离子体使得磁场增大,电场减小,而稀薄空气对外SGEMP效应影响不明显;随着X射线注量增大,空间电荷非线性效应越来越明显,等离子体及稀薄空气都使得电场、磁场同时增大,且稀薄空气的增大效应更显著。

关键词：全电磁粒子模拟程序系统电磁脉冲光电子次级电子

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系统电磁脉冲综合环境中导线响应的计算

强激光与粒子束 2010年第7期22卷 1615-1618页

作者：李进玺程引会吴伟周辉西北核技术研究所西安710024

采用时域有限差分法(FDTD)、粒子模拟(PIC)方法和Holland细线算法,对圆柱腔体内带负载导线的系统电磁脉冲(SGEMP)综合环境响应进行了模拟。计算结果表明:导线负载上的响应电流从大到小依次由透射X射线、SGEMP场和前向电子产生;透射X射... 详细信息

采用时域有限差分法(FDTD)、粒子模拟(PIC)方法和Holland细线算法,对圆柱腔体内带负载导线的系统电磁脉冲(SGEMP)综合环境响应进行了模拟。计算结果表明:导线负载上的响应电流从大到小依次由透射X射线、SGEMP场和前向电子产生;透射X射线和前向电子产生的响应电流极性相反;SGEMP场在导线负载上响应电流的极性与场分布有关;3种环境在负载上的综合响应中透射X射线的响应最大。对于腔体内的导线来说,SGEMP综合环境防护时透射X射线是重点考虑的因素。

关键词： X射线系统电磁脉冲导线瞬态响应

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系统电磁脉冲一维边界层的数值模拟

强激光与粒子束 2018年第1期30卷 39-44页

作者：孙会芳董志伟张芳北京应用物理与计算数学研究所北京100094

应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟,研究无限大介质板发射单一能量为2keV、发射率为3.3×1020 m^(-2)·s^(-1)的光电子,发射角分布为余弦角分布,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后... 详细信息

应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟,研究无限大介质板发射单一能量为2keV、发射率为3.3×1020 m^(-2)·s^(-1)的光电子,发射角分布为余弦角分布,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后电子所能到达的最大距离约在5.8~7.5cm之间振荡;发射表面z=0处的电荷密度在(6.0~9.0)×10^(-6)C/m^3之间振荡;表面电场值在50~55kV/m之间振荡;边界层达到准稳态的时间约为14.0ns。将稳态模拟结果和理论估算结果进行对比,模拟结果较理论结果更加准确、形象地反映出SGEMP一维边界层的形成过程及稳态结构。

关键词：光电子系统电磁脉冲一维边界层全电磁粒子模拟方法

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线缆系统电磁脉冲效应测量系统研制和试验

强激光与粒子束 2014年第7期26卷 169-173页

作者：周开明王艳邓建红中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院复杂电磁环境实验室四川绵阳621999

分析了实验室瞬态X射线产生的系统电磁脉冲(SGEMP)效应测试所面临的技术问题,提出了解决方法、措施以及实验室模拟瞬态X射线的SGEMP模拟试验方法。通过电子屏蔽、电磁屏蔽、光电隔离、信号对称提取等特殊技术处理,解决了SGEMP效应模拟... 详细信息

分析了实验室瞬态X射线产生的系统电磁脉冲(SGEMP)效应测试所面临的技术问题,提出了解决方法、措施以及实验室模拟瞬态X射线的SGEMP模拟试验方法。通过电子屏蔽、电磁屏蔽、光电隔离、信号对称提取等特殊技术处理,解决了SGEMP效应模拟试验方法和测量系统抗X射线、抗电磁辐射等技术问题,并在大型瞬态X射线模拟源上,测出了瞬态X射线辐照时金属腔内线缆的SGEMP效应波形及幅值。

关键词：瞬态X射线系统电磁脉冲辐射效应光纤传输电流测量系统

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腔体系统电磁脉冲模拟中的电子发射面

强激光与粒子束 2012年第12期24卷 2915-2919页

作者：马良程引会吴伟李进玺朱梦李宝忠赵墨郭景海西北核技术研究所西安710024

对电子发射面设置问题进行了研究,给出了底入射腔体系统电磁脉冲模拟中电子发射面的实现方法,分析了侧入射腔体系统电磁脉冲模拟中电子发射面的特点,并利用虚拟发射面的方法实现了侧入射腔体系统电磁脉冲模拟中电子发射面的设置。结果显... 详细信息

对电子发射面设置问题进行了研究,给出了底入射腔体系统电磁脉冲模拟中电子发射面的实现方法,分析了侧入射腔体系统电磁脉冲模拟中电子发射面的特点,并利用虚拟发射面的方法实现了侧入射腔体系统电磁脉冲模拟中电子发射面的设置。结果显示,利用该方法可以较简洁地实现腔体系统电磁脉冲模拟中平面和曲面电子发射面的设置,发射面电子发射参数和时序符合物理规律。

关键词：系统电磁脉冲腔体系统电磁脉冲电子发射面虚拟发射面

低注量X射线中屏蔽电缆的系统电磁脉冲响应研究

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核电子学与探测技术 2005年第1期25卷 100-103页

作者：李宝忠周辉程引会林东升韩福斌吴伟钟玉芬西北核技术研究所

介绍了在低注量X光条件下进行电缆的系统电磁脉冲实验研究的方法。将DPF低注量脉冲X光响应实验与实验室电流注入方法相结合,对典型实用电缆的系统电磁脉冲响应情况进行了实验研究,结果表明该方法对于电缆的研究是切实可行的,克服了由于... 详细信息

介绍了在低注量X光条件下进行电缆的系统电磁脉冲实验研究的方法。将DPF低注量脉冲X光响应实验与实验室电流注入方法相结合,对典型实用电缆的系统电磁脉冲响应情况进行了实验研究,结果表明该方法对于电缆的研究是切实可行的,克服了由于缺乏高注量X光装置带来的困难。

关键词：系统电磁脉冲电缆脉冲X光三同轴注入系统

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光电子发射引起的柱腔内系统电磁脉冲的模拟

强激光与粒子束 2004年第8期16卷 1029-1032页

作者：程引会周辉李宝忠陈明吴伟乔登江西北核技术研究所陕西西安710024

　用时域有限差分法结合PIC粒子模拟方法,对光电子发射引起的圆柱腔内电磁脉冲现象进行了模拟,并对单能电子发射时电场的空间分布和系统电磁脉冲波形特征进行了分析。利用粒子抽样和间隔时间粒子注入的方法,得到了特定电子发射谱下的计... 详细信息

　用时域有限差分法结合PIC粒子模拟方法,对光电子发射引起的圆柱腔内电磁脉冲现象进行了模拟,并对单能电子发射时电场的空间分布和系统电磁脉冲波形特征进行了分析。利用粒子抽样和间隔时间粒子注入的方法,得到了特定电子发射谱下的计算结果,并与非抽样方法所得的结果进行了比较。计算结果显示,采用该方法后,噪声略有增加,但计算要求的条件大大降低,计算的粒子数有效地减少,适用于3维粒子模拟计算;计算结果还显示,发射电子能谱越高,注量越大,表面电场区与饱和电场区的长度越短。

关键词：粒子模拟时域有限差分法系统电磁脉冲

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光电子发射引起的系统电磁脉冲模拟研究?

强激光与粒子束 2014年第9期26卷 218-222页

作者：孙会芳董志伟张芳中国工程物理研究院复杂电磁环境实验室四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

基于给定光电子的时间、能量谱,分析研究了从有界平面金属向自由空间发射的光电子所引起的系统电磁脉冲效应;采用2.5维全电磁粒子模拟(PIC)程序模拟研究了光电子在空间的运动及分布规律、空间电磁场的组成成分及各组分场的特性。模拟与... 详细信息

基于给定光电子的时间、能量谱,分析研究了从有界平面金属向自由空间发射的光电子所引起的系统电磁脉冲效应;采用2.5维全电磁粒子模拟(PIC)程序模拟研究了光电子在空间的运动及分布规律、空间电磁场的组成成分及各组分场的特性。模拟与分析表明:系统电磁脉冲的空间电磁场由直流本底场和辐射场两部分组成。直流场是径向场,随距离的增大迅速衰减;而辐射场又由两部分组成,一是电子从金属平板发射过程中产生的超辐射,二是电子在空间运动过程中产生的辐射场。对两种辐射场特性进行了深入的分析和研究。

关键词：光电子 PIC程序系统电磁脉冲超辐射