带状电缆的直流X射线辐照响应

对真空环境下带状电缆模型直流X射线辐照响应进行了实验和数值模拟研究;研制了电缆直流X射线辐照实验系统;使用蒙特卡罗模拟软件计算了直流X光机产生的X射线能谱、通量等参数;建立了带状电缆X射线辐照响应一维计算模型,该计算模型包括电缆导体与介质层间隙和介质层电导率模型。实验测量了两个带状电缆模型的直流X射线辐照响应电流波形,并对其进行了数值模拟。结果显示,在一定的电缆导体与介质层间隙大小假设条件下,采用带状电缆X射线辐照响应计算模型计算的结果与实验测量结果在波形特征和绝对幅度方面比较接近,说明了利用该模型描述电缆直流X射线辐照响应具有其合理性。     

用传输线和时域有限差分法计算电缆X射线响应

 介绍了时域传输线和时域有限差分两种计算电缆X射线瞬态响应的方法，并利用电缆芯线总电荷以及介质层的电荷分布，结合实验结果，分别给出了时域传输线模型中的电流源和时域有限差分模型中电流密度的计算方法。作为例子，在60 keV单能X射线垂直于电缆轴向辐照的条件下，采用两种方法计算了电缆两端接匹配负载时负载上的电流响应；采用传输线方法计算了不同能量X射线辐照电缆时的芯线负载电流响应。计算结果表明，两种方法计算的电缆X射线瞬态响应是一致的；电缆介质层中存在静电场；X射线能量不同时，电缆芯线负载电流存在最大值。计算中，电缆与X射线的作用采用蒙特卡罗方法计算。     

二极管负载电缆X射线辐照瞬态响应数值模拟

将时域传输线模型与漂移-扩散模型相结合,提出一种耦合数值计算方法,研究计算了带二极管负载的电缆在X射线辐照下的瞬态响应。该耦合数值计算方法首先利用时域传输线模型计算电缆在X射线辐照下的各节点电参数,然后将得到的终端节点的电压代入漂移-扩散模型中求解二极管的内部参数与偏置电流,最后将得到的偏置电流代入到下一时间步的传输线模型中继续进行计算。该方法能够直接反映出电缆在X射线辐照下的瞬态响应与所连接的负载状态改变之间的耦合关系,利用该方法求解X射线辐照简单电子系统的典型算例,计算结果表明,X射线辐照下,同轴电缆上各处的响应电流会随着PIN二极管状态的改变而发生明显变化,与理论分析相符合,耦合模型适用于此类问题。     

屏蔽电缆对脉冲X射线响应的数值计算

 结合蒙特卡洛方法和时域有限差分(FDTD)方法，计算了电缆受脉冲X射线辐照时介质层内的运流电流密度，并以此为麦克斯韦方程的源，计算得到了电缆两端接匹配负载时的芯线响应电流。该方法综合考虑了电缆芯线、介质层和屏蔽层的沉积电荷对芯线响应电流的影响。计算结果表明：芯线响应电流大小与电缆受辐照长度成正比，电流由辐照中心向两边流走；源区越靠近中心位置，电流幅度越小，源的中心位置处，电流为零，源区存在静电场；源区外，电流大小相等，方向相反。最后，利用有限差分法计算得到的电场强度反推出了芯线电荷数，与蒙特卡洛方法计算的结果相比，FDTD方法计算的要低20%，该误差可能由将3维问题近似为1维问题所引起。     

屏蔽两芯线BCI等效替代辐照理论模型研究

针对大范围空间模拟强场电磁环境进行辐射效应试验难度大以及现有大电流注入（BCI）技术应用于非线性系统试验存在空白的问题,开展了屏蔽线耦合通道BCI等效替代辐照试验方法研究。以受试设备响应相等作为等效依据,建立了辐照法和注入法两种条件下受试设备响应的分析模型,推导出了注入激励源电压与辐照场强之间的等效对应关系,提出了BCI等效替代辐照的条件和试验方法,并进行了试验验证。研究结果表明,BCI方法是可以精确等效受试设备的辐照效应试验,试验误差不超过2 dB,能够满足工程的实际需求。     

同轴电缆连续波电磁辐照的终端负载响应

为了揭示设备互连电缆在连续波电磁辐照条件下的耦合响应规律,以典型射频同轴电缆为受试对象,将电缆终端连接的设备（系统）等效为负载,通过对其进行连续波电磁辐照效应试验研究,分析了受试电缆长度、终端负载状态等对同轴电缆终端负载响应规律的影响。结果表明:同轴电缆对电磁辐照响应具有选频特性,终端负载响应电压的峰值出现在电缆相对长度为1/2整数倍的频点;同轴电缆受到连续波电磁辐照后,感应皮电流通过转移阻抗转化为芯线与屏蔽层之间的差模感应电压,而这一感应电压源的内阻就是同轴电缆的特性阻抗;同轴电缆终端负载阻值的变化不会对其连续波辐照响应曲线的变化规律产生影响,终端负载与等效感应电压源内阻上的电压响应满足分压原理; 同轴电缆皮电流处于谐振状态时,两波节之间的分布感应电压同向,可等效为一个感应电压源,对同轴电缆终端负载响应起直接作用的电压源是最靠近终端负载的等效感应电压源。     

电介质材料辐射感应电导率的模型研究

在传统的Rose-Fowler-Vaisberg(RFV)模型基础上引入辐射激发项，解释了辐射感应电导率与辐射剂量率的指数关系及范围.利用改进后的模型分析了不同辐射条件下材料感应电导率的变化情况，其结果表明，辐射剂量率主要影响感应电导率的大小，对感应电导率的整体变化趋势无显著影响，决定感应电导率长时间衰减的是材料载流子复合率.     

各向异性材料中二维X射线诱导热击波的数值模拟

建立了正交各向异性材料二维率相关的弹塑性本构模型,采用有限元方法编写程序,对X射线辐照各向异性材料碳酚醛平板时诱导的热击波进行了二维数值模拟,讨论了热击波的传播规律.结果表明,在软X射线和硬X射线的辐照下,材料中的X射线热击波表现出不同的形貌,材料中热击波形成的机理、热击波峰值、X射线穿透深度、汽化现象、拉伸强度等方面...     

脉冲X射线辐射效应时间能量联合数值模拟

在脉冲X射线辐射效应研究中,需要将时间维度信息结合到仿真模型中,进而实现基于时间能量联合方法的辐射效应数值模拟,同时也为瞬态脉冲辐照效应的仿真提供了一种思路。建立轫致辐射打靶模型,计算出射脉冲X射线能谱,得到脉冲X射线的时间能量联合谱,结合辐射对象的辐射效应仿真模型,获得氧化铝陶瓷试样在不同时间及不同入射深度处的能量沉积。     

光电子技术与器件 射线探测技术与装置

O434．1 2006065337屏蔽电缆对脉冲X射线响应的数值计算=Response of shielding cable to pulsed X-rays[刊,中]/李进玺(西北核技术研究所,陕西,西安(710024)),程引会…//强激光与粒子束．—2006,18(6)．—981-984结合蒙特卡洛方法和时域有限差分(FDTD)方法,计算了电缆受脉冲X射线辐照时介质层内的运流电流密度,并以此为麦克斯韦方程的源,计算得到了电缆两端接匹配负载时的芯线响应电流。该方法综合考虑了电缆芯线、介质层和屏蔽层的沉积电荷对芯线响应电流的影响。计算     

不同电磁脉冲作用下地面有限长电缆外导体感应电流的数值计算

 运用时域有限差分法计算了地面有限长电缆在高功率微波、超宽带和核电磁脉冲作用下的外导体感应电流。计算结果表明：场强相同情况下，核电磁脉冲在电缆上感应的电流最大，持续时间最长，高功率微波和超宽带在几m长和几十m长的电缆上感应的电流相差不大；入射角对电缆感应电流也有影响，电场方向与电缆平行时感应最强；地面电缆的感应电流振荡频率比自由空间中电缆的感应电流振荡频率低；随着大地电导率的增大，感应电流反射波衰减加快；电缆任一端接地后，接地端电缆感应电流都会增大。     

双极晶体管负载瞬态辐照毁伤效应

利用有源传输线模型与漂移-扩散模型的耦合计算模型,对在瞬态X射线辐照下电缆末端典型N+-p-n-N+结构的双极晶体管负载的毁伤效应与规律进行研究,通过分析双极晶体管内部晶格温度分布,判定是否处于毁伤状态,总结双极晶体管烧毁时间和烧毁所需能量与脉冲X射线脉冲宽度和注量之间的关系。结果表明:随着脉冲X射线脉宽增加,双极晶体管烧毁能量变化较小,烧毁时间逐渐增加;随着注量增加,烧毁时间逐渐降低,在5.86J/cm2以下时,烧毁所需能量基本相同,之后呈指数逐渐增加,并通过曲线拟合得到损伤规律的经验公式。     

Effect of Ar+ irradiation on the electrical conductivity of BaCe0.9Y0.1O3−δ

The effects of 10 keV Ar⁺ ion irradiation on the electrical characteristics of BaCe_0.9Y_0.1O_2.95 subject to fluences of 0, 1.0 × 10¹⁷, 5.0 × 10¹⁷ and 1.0 × 10¹⁸ ions/cm² at room temperature, has been investigated using elastic recoil detection analysis (ERDA), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and alternating current (AC) impedance measurements. It was confirmed from the ERDA results that the hydrogen concentration near the surface increased with increase of Ar⁺ ion fluence. This increase may be associated with the increasing quantities of hydrogen generated by interaction between oxygen vacancies, formed by irradiation, and H₂O from exposure to air. SEM images showed clearly that the number of surface defects due to modification increased with increasing fluence. In addition, the size of the defects showed a tendency to increase with increasing fluence. From the results of XPS analyses, providing information on the electronic states on the surface, it was evident that with increase in the Ar⁺ ion fluence, the quantity of excess oxygen, such as hydroxide, increased in the oxygen 1s XPS spectrum. In addition, it was indirectly found, from decomposition of the Ce 3d, spectrum that the concentration of oxygen vacancies increased with fluence, since the percentage of Ce³⁺ also increased. Accordingly, the surface modification led to the formation of more oxygen vacancies and a greater hydrogen concentration on the surface, since the H₂O interacted with some of them. From the results of the DC conductivity and AC impedance measurements, the proton conductivity was shown to predominate over the temperature range from 473 K to 823 K. It was concluded that the increase in these protons and vacancies generated from surface modification contributed to the increase of proton conductivity.     

Evolution of femtosecond laser-induced damage in doped GaN thin films

Mg- and Si-doped GaN layers deposited by metalorganic chemical vapor deposition method were irradiated with femtosecond pulse duration laser of three different wavelengths 1,030, 515 and 343 nm. Both single and multiple shot laser induced damage thresholds of doped GaN layers were evaluated and discussed. The scanning electron microscopy employed with electron beam induced current and energy dispersive X-ray techniques were used to study laser damage morphology. It was observed that ablated area and laser-induced damage increased with irradiation fluence. The mechanism of damage generation by Gaussian beam profile laser was considered.     

快Z箍缩短脉冲大电流驱动源技术的发展

 实现惯性约束聚变（ICF）和高产额(high yield,HY)要求脉冲驱动电流峰值达到约60 MA，采用类似SATURN和Z装置等传统的技术途径进一步提高驱动电流，从装置造价、结构复杂性和运行可靠性等方面看都具有相当大的难度，因此，需要发展新的短脉冲大电流驱动源技术，解决快Z箍缩技术发展的瓶颈。概述了国际上快Z箍缩驱动源技术的研究现状和趋势，介绍了有代表性的ICF/HY等离子体辐射源（plasma radiation source 简称PRS）或威胁级大型X射线模拟源初步概念设计、拟采用的技术途径，如俄罗斯大电流所（HCEI）基于FLTD（fast linear transformer driver）技术的直接驱动源、美国基于FLTD的新SATURN驱动源和基于FMG（fast Marx generator）技术的快Z箍缩驱动源，提出了快Z箍缩直接驱动源需要发展的关键技术。     

空气中飞秒激光自聚焦等离子体通道的电导特性

 通过电学探测法，采用不同焦距的聚焦透镜，在不同激光能量、不同极性外加电压的条件下，对大气中的飞秒激光自聚焦等离子体电离通道特性进行了实验研究。发现激光脉冲经不同焦距的聚焦透镜作用后均存在较长的电离通道，通道的等效电阻率有所变化，通常电阻率的最大值出现在透镜的几何焦点附近，并且焦距越长，此电阻率的局部峰值点离几何焦点位置越近。在外加不同极性电压时，自由电子受到所加静电场作用力、洛仑兹力以及有质动力的共同作用。焦点前，通道电流变化不明显，加正向电压产生的电流略微大于加负向电压时的电流；焦点后则是加负向电压产生的电流大于加正向电压时的电流。     

Effects of green laser fluence on the characteristics of graphene nanosheets synthesized by laser ablation method in liquid nitrogen medium

We have studied the effects of laser fluence on the characteristics of graphene nanosheets produced by pulsed laser ablation technique. In this work, The second harmonic of a Q-switched Nd:YAG laser at 532 nm wavelength and 5 Hz repetition rate with different laser fluences in the range of 0.5–1.8 J/cm² was used to irradiate the graphite target in liquid nitrogen medium. The products of ablation were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy, field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction pattern, UV–Vis absorption spectroscopy, Raman spectrum and transmission electron microscopy. The Raman spectroscopy indicates that the quality of the graphene nanosheets was decreased while their structure defects were increased as the laser fluence was increased from 0.5 to 1.4 J/cm². Our results suggest that the amount of defects and the number of layers in graphene nanosheets can be changed by adjusting the laser fluence. This study could be a useful guidance for producing of high quality of graphene nanosheets by laser ablation method.     

新型高温超导扭绞缆线的临界电流评估方法及其特性研究

高温超导缆线是研究各种大电流高温超导应用的基础.将超导材料通过不同方式组合成复合导体,不仅可以让缆线的载流量得到提升,更可以在机械强度和电磁特性等方面得到改善.在国内外众多研究缆线的团队中,上海交通大学超导团队提出了一种基于YBCO高温超导带材的新型高温超导扭绞缆线结构.这种结构在理论上不仅实现了载流量和机械强度的平衡,还通过扭绞改善了电磁特性[4-5].但是目前对于这种缆线的研究还处于起步阶段,特别是对其临界电流特性的研究.因此为了研究新型高温超导扭绞缆线的临界电流特性,本文从新型高温超导扭绞缆线的结构出发,通过仿真和实验两个角度对新型高温超导扭绞缆线的临界电流特性进行研究.在仿真方面,用H方程法计算缆线的临界电流,并探究扭绞节距是否会对临界电流的衰减产生影响.在实验方面,研究出了一种最适合于该缆线结构的临界电流评估方法“SVWE-copperwire-TU”.并用该方法测量了新型高温超导扭绞缆线的临界电流特性.本研究的结论对于后续制作更大电流的新型高温超导扭绞缆线具有重要意义.     

低通量慢中子对Bi系超导体的辐照效应

本文研究低通量慢中子对Bi系超导体的辐照效应。实验结果表明:(1)Bi系超导体在适量慢中子辐照后,临界电流密度J_c和零电阻温度T_c0都有不同程度提高;(2)低通量慢中子和高通量快中子对Bi系超导体具有相似的辐照效应。 关键词：     

Optical and electrical properties of swift heavy ion beam-irradiated polycarbonate/polystyrene bilayer films

Polycarbonate/polystyrene bilayer films prepared by solvent-casting method were irradiated with 55 MeV carbon ion beam at different fluences ranging from 1×10¹¹ to 1×10¹³ ions cm^?2. The structural, optical, surface morphology and dielectric properties of these films were investigated by X-ray diffraction (XRD), UV–visible spectroscopy, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, optical microscopy and dielectric measurements. The XRD pattern shows that the percentage of crystallinity decreases while inter-chain separations increase with ion fluence. UV–visible spectroscopy shows that the energy band gap decreases and the number of carbon atoms in nanoclusters increase with the increase in ion fluences. The refractive index is also found to decrease with the increase in the ion fluence. Optical microscopy shows that after irradiation polymeric bilayer films color changes with ion fluences. The FTIR spectra evidenced a very small change in cross-linking and chain scissoring at high fluence. Dielectric constant decreases while dielectric loss and AC conductivity increase with ion fluences.