“神龙一号”直线感应加速器物理设计

 介绍了 “神龙一号”直线感应加速器物理设计的主要考虑。“神龙一号”加速器是一台电子直线感应加速器，由3.6MeV感应迭加型注入器、72个感应加速腔、脉冲功率系统、束流输运和聚焦系统、控制系统和真空、绝缘油、绝缘气体以及去离子水系统组成。能产生20MeV、束流大于2.5kA，脉冲宽度为60ns的强流脉冲电子束，X光焦斑均方根直径为1.5mm。     

感应电压叠加器驱动阳极杆箍缩二极管型脉冲X射线源

 介绍了自行研制的用于闪光照相且基于感应电压叠加器和阳极杆箍缩二极管的X射线源的组成、结构和主要参数。输出电压3 MV的Marx发生器给阻抗7.8 Ω水介质脉冲形成线充电,产生脉宽约70 ns,电压约1 MV的高功率脉冲,经过峰化开关和预脉冲开关后分成3路馈入三级感应电压叠加器感应腔进行电压叠加,感应电压叠加器次级采用真空绝缘传输线,阻抗从40 Ω变成60 Ω,驱动阳极杆箍缩二极管,二极管阴极为石墨,阳极为直径1.2 mm的钨杆,石墨阴极产生的电子束在电流自磁场作用下发生箍缩,轰击阳极,产生小焦斑脉冲Ｘ射线。该装置在Marx充电电压为±35 kV时,二极管电压约2.0 MV,二极管电流约为50 kA,半高宽约80 ns;X射线半高宽约为40 ns,剂量约为28 mGy,焦斑约为0.95 mm。利用该X射线源拍摄到了炸药爆炸产生的层裂碎片不同飞行时间的图像。     

感应电压叠加器驱动阳极杆箍缩二极管型脉冲X射线源

介绍了自行研制的用于闪光照相且基于感应电压叠加器和阳极杆箍缩二极管的X射线源的组成、结构和主要参数。输出电压3 MV的Marx发生器给阻抗7.8 Ω水介质脉冲形成线充电,产生脉宽约70 ns,电压约1 MV的高功率脉冲,经过峰化开关和预脉冲开关后分成3路馈入三级感应电压叠加器感应腔进行电压叠加,感应电压叠加器次级采用真空绝缘传输线,阻抗从40 Ω变成60 Ω,驱动阳极杆箍缩二极管,二极管阴极为石墨,阳极为直径1.2 mm的钨杆,石墨阴极产生的电子束在电流自磁场作用下发生箍缩,轰击阳极,产生小焦斑脉冲Ｘ射线。该装置在Marx充电电压为±35 kV时,二极管电压约2.0 MV,二极管电流约为50 kA,半高宽约80 ns;X射线半高宽约为40 ns,剂量约为28 mGy,焦斑约为0.95 mm。利用该X射线源拍摄到了炸药爆炸产生的层裂碎片不同飞行时间的图像。     

“聚龙一号”装置荣获国家科技进步一等奖

在2018年1月8日召开的国家科技奖励大会上,《强激光与粒子束》副主编邓建军院士为项目第-完成人的“聚龙一号”装置荣获国家科技进步一等奖.“聚龙一号”装置,是中国工程物理研究院流体物理研究所独立自主研制、达到同类装置国际先进水平的超高功率脉冲装置,是我国脉冲功率技术发展的里程碑.该装置建设项目于2014年12月27日通过国家验收.作为国内首台多路并联超高功率脉冲激光装置,其采用超高功率脉冲装置驱动柱形金属丝阵负载,使其汽化并向轴心箍缩（即Z箍缩）,技术指标达到国际同类先进水平.     

4MV/80kA IVA型脉冲X射线照相装置研制进展

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。     

Z箍缩初级实验平台模块样机

 正在研制的Z箍缩实验装置（Z-pinch Primary Test Stand,PTS装置）,由24个基于Marx发生器和水线的性能、结构相同的模块组成,各模块产生的大电流脉冲在绝缘堆上汇集后经磁绝缘传输线汇流到负载区,要求在不到0.2 Ω的低阻抗负载上得到8 MA以上电流,电流上升时间小于90 ns。研制的样机模块由Marx发生器、中间储能器、激光触发开关、脉冲形成线、水介质自击穿脉冲形成开关、三板型脉冲传输线组成,样机模块输出电流450 kA、输出电压2.2 MV、输出脉冲功率0.95 TW,从触发激光器信号输出到负载电压上升的系统延迟时间抖动小于6 ns。     

PTS装置Z箍缩负载设计分析

介绍了PTS装置丝阵负载设计思路,用简化的薄壳模型(零维)和辐射磁流体力学模型(一维)数值模拟了丝阵Z箍缩内爆过程,给出了PTS丝阵负载设计参数,分析了初步优化结果,确定了优化选择的箍缩常数.经脉冲功率驱动器与负载优化匹配设计,PTS实验平台能够获得100TW量级的X射线功率,最佳插头能量转换效率10%.预计PTS实验平台的X射线输出能力基本达到Saturn装置长脉冲模式放电的水平.结果将为PTS开展Z箍缩研究提供有价值的参考. 关键词： PTS装置 Z箍缩丝阵负载 零维薄壳模型 一维辐射磁流体力学数值模拟     

Z箍缩内爆等离子体研究新进展

目的,快过程Z箍缩内爆等离子体可以把储存的脉冲功率加速器内155的电能转化为大能量、高功率的X射线源,美国Sandia实验室的Z装置已经产生了总能量为1.8MJ、功率为290TW和黑腔湿度超过200eV的X射线源,这些进展正在用于惯性约束聚变（ICF）实验研究,并对它的后续装置X－1正在进行概念性设计,文章概要地叙述了Sandia实验室近五年来在Z装置上进行Z箍缩实验所取得的进展。     

国际高能脉冲X射线闪光照相加速器的发展综述北大核心CSCD

高能脉冲X射线闪光照相加速器在高性能爆轰流体动力学实验研究中具有重要应用,是牵引高功率脉冲技术发展的重大需求之一。综述了射频直线加速器、电子感应加速器、基于高压脉冲源和高功率二极管的强流脉冲功率加速器3大类、5种闪光照相加速器技术路线的主要特点、代表性装置,对比了几种技术路线的特点,展望了未来发展趋势:一是大力发展共轴多脉冲X射线分幅照相技术;二是采用全固态脉冲功率组件实现加速器紧凑化、小型化和可移动。     

“神龙一号”直线感应电子加速器

"神龙一号"加速器是一台20 MeV直线感应电子加速器. 本文介绍了"神龙一号"的物理设计、研制过程和调试结果. 物理设计主要分析了加速器研制的技术难点,并给出各分系统应达到的技术要求和具体结果. 文中重点介绍了脉冲功率系统、注入器、束流的调试情况,调试结果表明,"神龙一号"加速器输出电子束的参数为：电子能量20MeV、束流强度2.5kA、束流脉冲宽度～70ns、能散度0.64%、发射度2060mm·mrad、打靶焦斑尺寸1.2mm .     

光电技术在轻武器中的新应用

分析了信息技术的发展和在反恐作战需求不断增长情况下，光电技术在轻武器中的应用现状。简述了在信息技术等高新技术引发的新军事变革下各国军队作战理念的变化带来的武器装备的发展。根据轻武器发展领域中光电技术的基本作用，即通过配备光学系统、光电瞄准具等来提高传统轻武器射击精度，总结了新的军事需求下，轻武器与光电技术的密切关系。着重描述了具有拐弯结构设计的步枪、手臂安装设计的未来小武器、集成光电瞄准具的遥控轻武器站、由感知装置控制的灵巧弹药、新概念发射方式的金属风暴武器系统等的设计特点。指出光电技术在目标获取、发射控制、弹道修正等方面所起的作用。     

机动多目标跟踪与被动分辨技术

为了提高多目标跟踪性能，本文结合使用了机动多目标跟踪技术和被动分辨技术。两种方法相互补充可以保证跟踪的连续性，实现很高的目标分辨力。文中对涉及到的算法进行了分析和验证并仿真设计了实现跟踪与被动分辨的显示软件。仿真结果表明，采用此跟踪分辨技术，跟踪结果正确，跟踪轨迹连续。     

Nano-material processing with laser radiation in the near field of a scanning probe tip

We report preliminary results of using a scanning probe microscope/laser combination to perform nanostructuring on insulator and metal surfaces in air. This technique enables processing of structures with a lateral resolution of approximately 10 nm. In this paper we present our last structuring results with both scanning tunnelling and scanning force microscopy. Some possible interaction mechanisms responsible for the structuring will be discussed.     

角多路等间距分立阵列编解码方法

以18束脉宽10 ns的激光光束的编解码为例, 详细介绍了角多路激光束编解码方法的原理和特点。该方法利用等间距分立放置的反射镜支撑阵列和若干反射镜,激光束采用小角度入射和反射方式,通过激光束在反射镜之间的反射实现编解码, 编解码系统整体结构简洁紧凑, 使用阵列较少, 占用空间小,具有较强的扩展性,能适应不同编解码宽度要求, 同一组阵列既可用于编码也可用于解码。     

全固态被动调Q皮秒激光技术研究进展

全固态被动调Q激光技术在产生皮秒脉冲方面有较快发展。与锁模激光器相比,被动调Q皮秒激光器成本低、结构简单、易于校准光路,避免了锁模激光器结构复杂、机械敏感度高、光路校准困难等缺点,并且同样能够输出单脉冲能量可观、重频合适的皮秒量级短脉冲,因此拥有较高的实用价值。本文讨论了全固态被动调Q皮秒激光技术领域的两种典型技术路线以及对调Q皮秒脉冲输出的后续处理技术,包括非线性技术和激光放大技术等,并介绍了国内外相关研究团队在该领域所做的工作及其突破性进展。     

炼油废水再生工艺技术

采用“悬浮载体生物深度处理、臭氧部分氧化及生物活性炭处理”等工序开发了一种新的炼油废水再生工艺技术，深度处理炼油废水。COD、BOD、NH3-N、油、硫化物、SS、细菌等主要污染物被有效去除，总出水清澈，无色无味，可满足工业用新鲜水、生活与办公、绿化等的水质要求，且处理费用低，运行稳定可靠。     

计算机信息网络技术在大学物理实验教学中的应用探讨

分析了传统物理实验教学过程中存在的问题和不足,探讨了计算机信息网络技术对物理实验教学的强大支持作用,它给予学生更多的自主选择机会,更高效精确的数据处理方式,有助于培养他们的自主学习意识和创新思维能力;对于教师而言,能更有效的进行实验教学,更快捷准确的批改实验报告,保证了成绩评定的公正性。     

Fusion research and international scientific collaboration

Physics and technology have played a major role in shaping the development, performance, interpretation and composition of music for many centuries. From the twentieth century, electronics and communications have provided recording and broadcasting that gives access to worldwide music and performers of many musical genres. Early scientific influence came via improved or totally new instruments, plus larger and better concert halls. Instrument examples range from developments of violins or pianos to keyed and valved wood wind and brass that offer chromatic performance. New sounds appeared by inventions of totally new instruments, such as the saxophone or the Theremin, to all the modern electronic influence on keyboards and synthesisers. Electronic variants of guitars are effectively new instruments that have spawned totally original musical styles. All such advances have encouraged more virtuosic performance, larger halls, a wider range of audiences and a consequent demand and ability of composers to meet the new challenges. Despite this immense impact, the role of physics and technology over the last few centuries has mostly been ignored, although it was often greater than any links to arts or culture. Recorded and broadcast music has enhanced our expectations on performance and opened gateways to purely electronically generated sounds, of the now familiar electronic keyboards and synthesisers. This brief review traces some of the highlights in musical evolution that were enabled by physics and technology and their impact on the musical scene. The pattern from the past is clear, and so some of the probable advances in the very near future are also predicted. Many are significant as they will impinge on our appreciation of both current and past music, as well as compositional styles. Mention is made of the difference in sound between live and recorded music and the reasons why none of us ever have precisely the same musical experience twice, even from the same recording. Similarly, it is impossible to appreciate earlier music from the same perspective as occurred when it was first composed and performed, or indeed from later interpretations.     

21世纪的激光·光学技术

德国在工业应用领域的激光技术十分先进,这受益于德国政府的长期大力支持。在 21 世纪的今天,德国政府更是制订若干投资计划,加大激光·光学技术的投资力度,促进企业界和科学界的合作,以保持和提高德国工业在世界上的竞争力。     

基于流媒体技术的风力发电机全景监测虚拟现实系统研究

在工程监测中,通过虚拟现实技术进行预警、侦测或巡检等,可在保证人身安全的情况下,对设备状态进行监测并判断;目前多数虚拟现实开发技术存在需要大量存储和分析数据的问题,采取流媒体技术可以很好的解决数据量的问题,但采用具有流媒体功能的软件开发的虚拟场景没有很好的临境感,而全景技术能够使人从各个角度获得直观的立体感,能够解决场景临境感差的缺陷;将流媒体技术与全景技术结合建立风力发电机的全景漫游监测系统,实现了对风力发电机的监测,得到了很好的效果。