相对论电子束真实发射度在线磁扫描测量系统

介绍了清华大学研制的相对论电子束（４～１０ＭｅＶ）真实发射度的测量系统，利用该系统测量了４ＭｅＶ驻波电子直线加速器的真实发射度，并且研究了该系统的测量误差和测量范围，实践表明。     

用于等离子体电位测量的电容探针和发射探针

本文给出了发射探针和电容探针测量等离子体电位的实验和方法。发射探针采用直流功率加热，并在较强电子发射条件下运行（Ｉ_（ｅ０）／Ｉ_（ｅ０）＞１）。电容探针表面二次电子发射系数δ≥１。本文对发射探针的电子发射性能、工作电流、电容探针的输入、输出电压关系进行了标定实验。得到了电容探针的校准系数分别为３×１０（－３）、５×１０（－４）。实验给出了ＭＭ－４会切中心等离子体电位Ｖ_（ｐ４）＝－８２±９－１２２±１２Ｖ；ＭＭ－４Ｕ东、西会切中心等离子体电位分别为Ｖ_（Ｐ４ｕ１）＝－５２．９±３．２Ｖ，Ｖ_（Ｐ４ｕ２）＝－６２±３．２Ｖ。     

10MeVLIA强流电子束的输运

介绍了１０ＭｅＶ直线感应加速器（ＬＩＡ）束输运系统布局及实验的调试规律。分析了束横向运动对束稳定输运的影响，理论分析和实验调试的结果表明，抑制束稳定输运的主要障碍来自束的横向运动。当束稳定输运时，可获得束能１０．４ＭｅＶ，束流强度２．６ｋＡ，束半高宽约１００ｎｓ的强流脉冲电子束。     

关于l／η（1440）的结构分析

本文通过对Ｊ／ψ辐射衰变到Ｋ＋Ｋ－πＯ和终态中ｉｏｔａ能区的振幅分析，发现ｉｏｔａ峰下有一个０－＋共振态（Ｍ＝１４６７±３ＭｅＶ，＝８９±６ＭｅＶ）和两个１＋＋共振态（Ｍ＝１４３５±３ＭｅＶ，＝５９±５ＭｅＶ；Ｍ＝１４９７±２ＭｅＶ，＝４４±７ＭｅＶ），分别对应于η（１４４０），ｆ１（１４２０）和ｆ１（１５１０）．     

“快”带电离子通过固体时的“尾流”效应

简略介绍了“尾流”效应（ｗａｋｅｅｆｆｅｃｔ）的等离子体模型，并依之模拟计算了１．９１５ＭｅＶＨ、２．０６０ＭｅＶＨ在１００Ａ碳膜中分解后０°方向的能谱形式。给出了相同条件下的实验结果，将两者做了比较。     

入射能量为5．1MeV中子~（58）Ni（n，α）~（55）Fe反应截面和出射

用屏栅电离室测量了入射中子能量为５．１ＭｅＶ的５８Ｎｉ（ｎ，α）５５Ｆｅ核反应的α粒子角分布，２３８Ｕ裂变电离室作中子注量率的测量，测得该能点５８Ｎｉ（ｎ，α）５５Ｆｅ的总截面为（４７．４±５．０）ｍｂ．用中国核数据中心推荐的理论计算程序ＵＮＦ计算了在１—８ＭｅＶ能区５８Ｎｉ（ｎ，ｐ）５８Ｃｏ，５８Ｎｉ（ｎ，α）５５Ｆｅ的反应截面和入射中子能量为５．１ＭｅＶ的５８Ｎｉ（ｎ，α）反应角分布．理论和测量数据的比较说明，用复合核模型来描写该能点的角分布是可行的．     

3.3MeV直线感应加速器性能改进

主要介绍曙光一号（ＳＧ－１）自出电子激光器中３．３ＭｅＶ直线感应加速器的系统改进及实验结果，改进后系统的稳定性、同步性和可靠性以及束品质都有很大改善，进入摇摆器的束流比改进之前提高了数十倍，并获得了大于１０ＭＷ的放大自由电子激光输出功率。     

H（1s）原子（e,2e）三重微分散射截面

考虑（ｅ，２ｅ）出射电子动量相关效应及交换影响，对Ｈ（１ｓ）原子靶推出了三重微分散射截面明晰表达式，计算了入射电子能量为１５０ｅＶ，电离电子能量分别为３ｅＶ，５ｅＶ，１０ｅＶ情况下共面及非共面ＴＤＣＳ，结果与实验值符合较好。     

掺铁InP肖特基势垒增强InGaAs MSM光电探测器

采用ＬＰ－ＭＯＶＰＥ方法及常规器件工艺制成了ＩｎＰ：Ｆｅ肖特基势垒增强ＩｎＧａＡｓＭＳＭ光电探测器。用自建测试系统对其直流和瞬态特性进行了测试，测试结果表明，器件的击穿电压大于１０Ｖ，２Ｖ偏压下暗电流为１７０ｎＡ，对应的暗电流密度约为３ｍＡ／ｃｍ２；瞬态响应中上升时间ｔｒ为２１ｐｓ，半高宽ＦＷＨＭ为７５ｐｓ。     

直线感应加速器中束流负载对加速腔压波形的影响

在神龙二号直线感应加速器的调试中,虽然电容探头和电阻分压器测到的空载加速腔电压波形基本一致,但是带束流负载时两者的波形有明显差异,针对此实验现象开展了研究。仔细模拟了束流波形和电压波形相对时间差异引起的波形差异,得到束流提前、同步和滞后条件下的腔压波形,确认相对时间差是导致波形差异的一个重要原因。建立了加速腔的分布参数电路模型,模拟结果表明束流负载效应到达两种探头的时间不同,这会导致腔压波形的不同;由于电容探头距离加速间隙更近,所以电容探头测到的波形更接近束流实际得到的加速波形。后续的调试实验获得了没有加速电压时束流产生的负载效应波形,证明束流负载到达两个探头的时刻确实不同,对加速器出口束流能谱的测量结果也表明束流的能谱分布和电容探头波形的叠加结果基本符合,上述结果表明该研究所用的模拟和分析方法是有效的,可以用于加速器的调试和性能优化。     

双脉冲电子束源实验研究

 利用现有2MeV直线感应注入器，通过改造，将其次级功率源和8个感应腔分成2组，使之交替工作，建立了一台双脉冲电子束源。二极管电压脉冲幅度达到1MeV，电子束脉冲持续时间为120ns，脉冲间隔可以根据需要在100~500ns间进行调节。实验结果表明：该双脉冲电子束源可以产生双脉冲电子束，其电压幅度差值小于2%，束流可达3kA，并且工作稳定，利用该装置可以进行多脉冲二极管物理和天鹅绒多脉冲发射特性实验研究。     

“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。     

1.5MeV LIA脉冲功率系统

本文简要介绍了1.5MeV LIA脉冲功率系统的结构、组成和设计思想;给出了开关运行参数和确定开关时间抖动指标的方法、闭环系统的总抖动对加速电压相对变化的影响、脉冲功率系统各段输出波形和电压幅度的调制关系;测量结果表明,1.5MeV LIA的运行功率和时间同步满足总体设计要求。     

3.5 MeV无箔注入器束流调试

 3.5 MeV 注入器是“神龙一号”直线感应加速器的束源，在注入器束流调试中，首先通过数值模拟方法，初步确定束流过聚焦和聚焦不足两种极端情况下引出线圈输运磁场峰值的变化范围；然后以注入器出口束流波形为参考，通过实验调试找到了这两种情况下引出线圈输运磁场峰值的实际配置；再通过测量束流的剖面或发射度，在这两种配置中选定一个折中的引出线圈磁场配置，并最终确定了注入器输运磁场的总体配置。经过调试完成后的注入器束流为3.6 MeV，流强为2.8 kA，归一化边发射度为1 040 mm·mrad，达到了预期的指标。     

强流四脉冲电子束源实验研究

 为了进行强流多电子束源研究，对现有2MeV LIA 注入器进行了四脉冲改造，二极管脉冲电压约500kV。实验研究了天鹅绒阴极在四脉冲条件下的发射能力、传导电流负载效应以及阴极等离子体运动对阴极电子发射和束能量的影响。利用空间电荷限制流模型推算出阴极等离子体膨胀速率在1 ~4cm/μs之间。     

碳纳米管阴极强流脉冲发射特性实验

 在2 MeV直线感应加速器注入器平台上研究了采用浸渍涂覆方法制备的大面积碳纳米管阴极发射体的强流发射特性。研究结果表明：在脉冲高压电场下,碳纳米管阴极具有强流电子束发射能力,发射电流密度较大;碳纳米管阴极发射电子过程为场致等离子体发射。实验过程中,阴极端取样电阻环收集到的最大发射电流达350 A,阳极端法拉第筒收集的发射电流为167 A,最大阴极发射电流密度为19.4 A/cm²。     

毛细管放电X光激光装置中的预脉冲电源

针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题，提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲，再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器，产生所需预脉冲的改造方案。可在主脉冲来临之前产生幅度10~50A，持续时间约17μs的方波预脉冲电流，来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要。     

三种高密度强流束亮度测量技术

利用已经建成的4 MeV LIA注入器,结合时间分辨测量系统研究了三种测量技术:发射度测量法、无场准直器和磁场准直器测量法。介绍了强流束亮度定义和典型方法理论分析及测量技术的物理概念,提出了用于猝发多脉冲电子束发射度测量装置的设计与调试,通过对时间分辨测量系统的分幅相机记录的光强度分布信息处理,得到电子束束斑均方根半径和发射角,分析某一时刻数据,即可得到电子束某一时刻发射度,从而获得多脉冲电子束时间分辨发射度。在4 MeV LIA注入器上对多脉冲电子束流的发射度进行测量,得到电子束归一化均方根发射度约为114 mmmrad、双脉冲456 mmmrad的归一化发射度。最后结合电子束的高斯分布初步分析并给出均方根发射度、实测发射度和边发射度的关系。     

瞬态光学渡越辐射测量系统的设计

针对在神龙一号上进行电子束瞬态发射度的测量要求,建立了一套利用光学渡越辐射原理进行电子束发射度测量的瞬态测量系统,该测量系统瞬态测量时间最快约10ns,并获得了神龙一号发射的脉冲电子束的束斑及发散角,典型值分别为约9mm和10.5mrad,实现了电子束发散角和束斑的同时测量,为在神龙一号上进行的时间分辨测量系统的研究奠定了基础。     

2MeV有箔注入器的束流调试

 为20MeV 直线感应加速器建造的2MeV注入器的束流技术指标经过一年多实验调试已达到能量2MeV、束流3kA、亮度≥10⁸A/(m·rad) ²。建立了二维数字模型对注入器的电子发射和束流传输过程进行模拟,模拟结果指导了实验调试,分析了有箔二极管中发生的聚焦作用。