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赫姆霍兹对世界上第一个物理技术研究所PTR的贡献

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巢湖学院学报 2002年第3期4卷 36-40,49页

作者：罗平巢湖学院物理系安徽巢湖238000

PTR是世界上第一个国家级物理技术研究所,开创了以实际应用为目的的科学技术研究所之先河。本文着重讨论了19世纪著名的科学家赫姆霍兹作为PTR的首任所长,为创建和管理PTR所作出的不可磨灭的贡献。

关键词：赫姆霍兹物理研究所 PTR 贡献

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流体物理研究所高功率脉冲技术研究进展

物理 2009年第12期38卷 901-907页

作者：邓建军石金水曹科峰谢卫平章林文王勐中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

中国工程物理研究院流体物理研究所是中国最早开展高功率脉冲技术研究的单位,文章简要回顾了流体物理研究所50年来在高功率脉冲技术研究方面的研究情况,介绍了中国大型高功率装置的典型代表、新近建成的世界最高水平的直线感应加速器神... 详细信息

中国工程物理研究院流体物理研究所是中国最早开展高功率脉冲技术研究的单位,文章简要回顾了流体物理研究所50年来在高功率脉冲技术研究方面的研究情况,介绍了中国大型高功率装置的典型代表、新近建成的世界最高水平的直线感应加速器神龙一号装置(20 MeV,2.5kA,80ns),以及超高功率装置——正在建设的用于Z箍缩研究的初级实验平台(PTS,8—10 MA,90ns).神龙一号是由84个感应腔串接而成的强流脉冲直线感应电子加速器,每个感应腔由Marx高电压发生器和Blumlein脉冲形成线组成的高功率脉冲系统驱动,逐级加速电子束打靶,通过韧致辐射产生强X射线,对武器内爆过程进行瞬态闪光照相.PTS装置是一台基于Marx发生器和水介质脉冲成形技术、由24路相同模块并联构成的超高功率装置,其单路验证性样机已经完成研制并达到设计指标要求,PTS主机的建设正在进行中.文章还介绍了近几十年来在高功率开关、直线感应加速器(LIA)、Z箍缩、脉冲X光机、爆磁压缩技术、重复频率脉冲技术、直线变压器技术、时间分辨快脉冲诊断技术等高功率脉冲技术方面的研究进展.

关键词：脉冲功率技术直线感应加速器 Z箍缩时间分辨诊断技术

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基于中红外吸收光谱的痕量水汽在线测量

光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 358-363页

作者：钟翔雨史青张步强张宇露刘晓英蒙瑰牛慧文邵文博周建发北京遥测技术研究所北京100076

痕量水汽检测在半导体芯片制造、大气模型研究、高纯气体制备等方面发挥重要作用。针对痕量水汽浓度的精确、快速测量的需求,提出基于5020 nm中红外激光器的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对高纯氮气中的痕量水汽进行实时在线测... 详细信息

痕量水汽检测在半导体芯片制造、大气模型研究、高纯气体制备等方面发挥重要作用。针对痕量水汽浓度的精确、快速测量的需求,提出基于5020 nm中红外激光器的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对高纯氮气中的痕量水汽进行实时在线测量的方案。气体在中红外波段具有高选择性和吸收能力的特点,在此波段进行痕量水汽检测具有选择性好、灵敏度高、响应时间短等优点。根据HITRAN数据库中光谱参数对水汽吸收谱线进行仿真,仿真结果表明H2O在5020.36 nm处有强吸收,且无其他气体干扰,选取该谱线对高纯氮气中的水汽吸收进行研究。选用5020 nm中心波长的带间级联激光器(ICL)作为光源搭建TDLAS实验系统。激光器输出激光分为两路,一路作为参考光路,用于获得吸收池外的背景水汽吸收,另一路为测量光路,通过Herriott吸收池获得待测气体中的水汽吸收,吸收池内光程L=10 m。探测器将接收到的光信号转换为电信号,经放大电路放大后被采集并传输到计算机,采样频率为25 MHz。分别对参考、测量光路信号进行基线拟合和Voigt线型拟合,得到水汽的吸光度曲线和积分吸光度,通过计算扣除测量光路中的背景水汽吸收,得到高纯氮气中的痕量水汽浓度。将上述反演过程的算法嵌入软件平台,对采集的透射光强数据直接进行反演处理,实时得到吸收池内高纯氮气中的水汽浓度值,响应时间为12 s。待水汽浓度值稳定后,取30次测量结果的平均值作为各批次高纯氮气水汽浓度的实验结果。实验结果表明,测量得到的各批次高纯氮气的痕量水汽浓度与国家标准要求的高纯氮气中水汽浓度之间的偏差小于±5%,最大偏差为-3.04%,对实验结果进行误差分析,计算得到水汽体积分数的不确定度最大为0.159×10^(-6)。该实验装置可以在中红外波段对高纯气体中痕量水汽浓度进行准确、可靠的在线测量,为中红外波段进行痕量气体在线监测提供一种切实可行的方案。

关键词：中红外吸收光谱痕量水汽在线测量

霍尔推力器中电子碰撞及等离子体密度和磁场梯度激发的不稳定性

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物理学报 2025年第2期74卷 173-183页

作者：杨三祥赵以德代鹏李建鹏谷增杰孟伟耿海郭宁贾艳辉杨俊泰兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

在霍尔推力器中,电子漂移、电子碰撞,以及等离子体密度、温度、磁场梯度所蕴含的自由能会驱动各种频率和波长的不稳定性.不稳定性的存在会破坏等离子体的稳定放电,削弱推力器与电源处理单元的匹配度,降低推力器的性能.基于此,本文利用... 详细信息

在霍尔推力器中,电子漂移、电子碰撞,以及等离子体密度、温度、磁场梯度所蕴含的自由能会驱动各种频率和波长的不稳定性.不稳定性的存在会破坏等离子体的稳定放电,削弱推力器与电源处理单元的匹配度,降低推力器的性能.基于此,本文利用基于流体模型推导的色散关系研究了霍尔推力器中由电子碰撞、等离子体密度和磁场梯度驱动的不稳定性.结果表明:1)在考虑电子惯性、电子与中性原子的碰撞,以及电子E×B漂移时能够在推力器近阳极区到羽流区内的任一轴向位置处激发不稳定性.随着角向波数ky的增大(k=2π/λ,λ为波长),模式将从由碰撞激发的低杂波不稳定性转变为离子声波不稳定性.当ky=10 m−1时,最大增长率γ_(max)对应频率ωr随着碰撞频率νen的增大而轻微减小;当ky=300 m−1时,γ_(max)对应的频率ωr以及最大频率ω_(rmax)几乎不随碰撞频率变化.不依赖于ky的大小,对于碰撞激发的不稳定性,模式的增长率随着碰撞频率的增大而增大.2)同时考虑电子惯性、电子碰撞效应,以及密度梯度时,密度梯度对驱动不稳定性占主导作用.模式的动力学行为不会随ky的增大而变化,但模式的本征值随ky的增大而增大.在密度梯度κN=0的两侧,由于密度梯度引起的抗磁性漂移频率ωs的符号发生了变化,模式的本征值在κN=0两侧有相反的变化趋势:当ω∗与ωr符号相反时,密度梯度对不稳定性的激发有削弱作用(κN>0);当ω∗与ωr符号相同时,密度梯度对不稳定性的激发有增强作用(κN<0).3)在模型中同时考虑等离子体密度梯度、磁场梯度,以及电子惯性和碰撞效应时,模式本征值的变化依赖于电子的漂移频率,以及密度和磁场梯度引起的抗磁性漂移频率的相对大小.当仅包含密度梯度和磁场梯度时,推力器放电通道内将出现稳定窗,即增长率为0的区间;包含电子惯性和碰撞效应后,稳定窗消失.

关键词：霍尔推力器密度梯度磁场梯度电子碰撞不稳定性

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光学隐身技术综述

激光与光电子学进展 2025年

作者：程佳苏成欢郭嘉伟杨蛟王东东吴芯洋宋迪王佳琪王浟西南技术物理研究所

近来，随着电磁和材料技术日新月异的发展，隐身技术取得了极大的进步，在军事领域里具有重要的应用价值。迄今为止，研究者们在光学隐身领域进行了大量卓有成效的研究，提出了基于变换光学的隐身、基于散射相消的隐身和基于几何光学的... 详细信息

近来，随着电磁和材料技术日新月异的发展，隐身技术取得了极大的进步，在军事领域里具有重要的应用价值。迄今为止，研究者们在光学隐身领域进行了大量卓有成效的研究，提出了基于变换光学的隐身、基于散射相消的隐身和基于几何光学的隐身方法，超材料的出现使得前两种光学隐身技术逐渐由理论成了现实。从光学的基本原理出发，介绍了以上几种主流光学隐身技术的基本原理及研究现状，分析了每种技术的优势及不足，并展望了光学隐身技术未来的发展趋势。

关键词：光学器件光学隐身变换光学超材料散射相消几何光学

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基于半导体制冷的活性炭冷阱设计

原子能科学技术 2025年

作者：关业栋李萌李志明韦冠一方随汪伟张杨李雪松徐江西北核技术研究所

Xe气体浓度和同位素比值的分析测试在核工业、核保障监督、前沿科学等领域具有重要意义，但Xe在空气中的含量极低，特别是在大气颗粒物和大气放射性氙样品中，极微量Xe的高效捕集成为非常大的难点和挑战。本文基于半导体制冷技术设计了... 详细信息

Xe气体浓度和同位素比值的分析测试在核工业、核保障监督、前沿科学等领域具有重要意义，但Xe在空气中的含量极低，特别是在大气颗粒物和大气放射性氙样品中，极微量Xe的高效捕集成为非常大的难点和挑战。本文基于半导体制冷技术设计了一种紧凑型活性炭冷阱装置，并通过降低冷阱温度吸附混合气体中的Xe，再升温至180℃释放Xe，纯化后利用Helix MC Plus静态气体质谱仪测量Xe的浓度和同位素比值。实验结果显示：利用活性炭冷阱吸附分离的方法，最低温度可达-37℃，制冷时间只需180 s,Xe的回收率达到81%,Kr、Xe分离系数为188。在进样量约1×10-13mol条件下，除124Xe/132Xe、126Xe/132Xe和128Xe/132Xe外，利用法拉第筒测量Xe同位素比值的精密度为0.06%～0.12%，与参考值的相对偏差为-0.14%～0.22%，其中129Xe/132Xe、130Xe/132Xe和134Xe/132Xe测量值与参考值的相对偏差为-0.03%～0.07%。结果表明，紧凑型活性炭冷阱装置制冷迅速且稳定，样品处理流程耗时约0.5 h，联合静态气体质谱可实现高精度Xe同位素比值分析，可为核保障监督和核环境监测中大气颗粒物和大气放射性氙的监测提供技术支撑。

关键词：活性炭 Xe分离半导体制冷静态质谱

大尺寸CsPbBr_(3)晶体的熔体法生长研究进展

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人工晶体学报 2025年第1期54卷 1-10页

作者：唐嘉孙志成张祖邦罗辉西南技术物理研究所成都610041

由于出色的高能射线解析能力和优秀的环境适应性,全无机卤化物CsPbBr_(3)吸引了众多研究者的关注。然而由于结构相变和热应力的存在,大尺寸CsPbBr_(3)晶体生长过程中容易产生应力,从而导致晶体表面出现裂纹、亚晶界或孪晶等缺陷,严重影... 详细信息

由于出色的高能射线解析能力和优秀的环境适应性,全无机卤化物CsPbBr_(3)吸引了众多研究者的关注。然而由于结构相变和热应力的存在,大尺寸CsPbBr_(3)晶体生长过程中容易产生应力,从而导致晶体表面出现裂纹、亚晶界或孪晶等缺陷,严重影响其性能。目前大尺寸高质量CsPbBr_(3)晶体仍然无法通过有效的手段进行批量化生产,因此开展大尺寸CsPbBr_(3)晶体的生长与性能研究具有重大理论意义和实际价值。本文简要综述了CsPbBr_(3)晶体的基本性质、制备方法及研究进展,主要讨论了垂直布里奇曼法生长CsPbBr_(3)晶体的影响因素,并对高质量CsPbBr_(3)晶体的生长提出了新的思路。

关键词： CsPbBr_(3) 熔体法全无机卤化物区域熔炼辐射探测

基于粒子飞行动态径向基代理模型的辐射屏蔽优化设计

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核技术 2025年第2期48卷 133-143页

作者：高帅管兴胤卢毅叶洋袁媛郝帅胡启航张勇西北核技术研究所西安710024

针对辐射屏蔽优化设计中存在的消耗时间长、优化效率低的问题,提出一种基于粒子飞行样本更新策略的动态径向基代理模型。首先采用径向基神经网络建立真实目标函数的初始代理模型,然后通过差分进化算法对代理模型进行全局寻优,然后基于... 详细信息

针对辐射屏蔽优化设计中存在的消耗时间长、优化效率低的问题,提出一种基于粒子飞行样本更新策略的动态径向基代理模型。首先采用径向基神经网络建立真实目标函数的初始代理模型,然后通过差分进化算法对代理模型进行全局寻优,然后基于代理模型寻优结果和粒子飞行样本更新策略产生新样本点,最后将新样本点加入原有样本点后重新更新代理模型并循环迭代,直至满足收敛条件。该方法以代理模型拟合精度为依据控制原有样本点向随机样本点和最优预测样本点的飞行速度,可以实现动态代理模型全局探索与局部探索的自适应平衡。为验证方法的有效性,将所提方法应用于12个数值测试函数和船用反应堆辐射屏蔽优化设计工程实例,并与其他优化方法计算结果进行对比。结果表明:对于数值测试函数,所提方法在寻优结果、样本点数量和算法鲁棒性方面均具有显著优势,对于辐射屏蔽优化设计实例,所提方法得到的中子透射率为另外两种方法的48%和8%,所需样本点数量为静态代理模型的25%,证明该方法是求解辐射屏蔽优化等昂贵优化问题的有效方法。

关键词：粒子飞行径向基函数动态代理模型辐射屏蔽优化昂贵优化问题

干法带药缠绕复合材料壳体药柱结构与承压性能

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复合材料学报 2025年

作者：高志强金书明郑庆杨明林天一许辉上海航天动力技术研究所

基于固体火箭发动机复合材料壳体样机常温地面静止试验与液压爆破试验相同测点应变测试值的普遍差异性，本文研究了药柱模量、药柱尺寸及药型对碳纤维复合材料缠绕结构层的承压特性影响。其中，根据不同药柱状态下壳体样机试验测试结果... 详细信息

基于固体火箭发动机复合材料壳体样机常温地面静止试验与液压爆破试验相同测点应变测试值的普遍差异性，本文研究了药柱模量、药柱尺寸及药型对碳纤维复合材料缠绕结构层的承压特性影响。其中，根据不同药柱状态下壳体样机试验测试结果，结合渐进损伤数值计算分析手段阐述了不同药柱状态下引起壳体表面应变分布大小差异的主要原因，在此基础上对壳体筒段承压特征截面建立弹性层-承压结构层解析模型分析对应的药柱-缠绕结构层特征，对其进行承压结构层应力解析解计算，并结合基于参数化建模的数值计算分析，重点就药柱力学性能、尺寸参数以及包含星形和车轮形等不同结构形式的药柱对缠绕结构层承压特性的影响进行对比分析。研究结果表明：药柱结构形式的不同几乎不会引起复合材料缠绕结构层应力分布形式的改变，但对结构层各位置的应力大小有较大影响，基本表现为随着药量的消耗，药柱分担的载荷减小、结构层所受主应力增大、壳体应变响应值越大。进一步结合解析解计算结果与参数化建模数值计算结果可知：当药柱模量越小，药柱肉厚的改变对缠绕结构层应力响应的影响越小；同样的，药柱肉厚越小，模量变化对缠绕结构层的应力响应影响越小，相较于无药柱壳体，当药柱厚度为壳体半径名义值的20%时，药柱模量从5MPa到25MPa的改变引起缠绕结构层应力响应偏差的变化范围仅1%～1.54%；星形、车轮形药柱的特征长度是影响缠绕结构层应力响应的主导因素，星角数或者轮辐数的改变所引起的缠绕结构层应力差异不到1%。

关键词：干法带药缠绕复合材料壳体地面静止试验渐进损伤分析药柱结构数值-解析分析