准线性扩散系数与空间高能电子特征物理量的关系研究

研究已经证实,地面电磁波进入电离层与高能粒子发生波粒相互作用,通过改变其投掷角、动量等发生扩散,导致粒子沉降,进而形成粒子暴.近几十年来,从卫星观测到很多电离层中的粒子暴与地震有关系.本文利用波粒回旋共振耦合理论,结合低轨卫星的观测范围,研究场向电磁波的准线性投掷角扩散系数分布与VLF电磁波频率、带宽、电子能量(0.1—50 MeV)、磁壳层(L=1.1—3)等特征物理量的关系,并研究在某个确定的投掷角条件下,电磁波频率与其所引发的电子沉降对应的最小耦合能量的关系.利用这些物理量之间的关系,为卫星观测的高能粒子沉降事例提供理论解释,为从卫星高能粒子探测中提取与地震相关的信息提供理论支持,也为我国计划2016年底将发射的电磁监测试验卫星的数据分析奠定基础.     

热防护层覆盖弹体目标雷达散射截面的修正的等效电流近似法和图形计算电磁学法分析

将修正的等效电流近似法与图形计算电磁学法相结合引入到热防护层覆盖弹体目标的电磁散射问题的研究中.应用修正的等效电流近似法对介质和有耗表面进行散射计算,结合图形计算电磁学法,借助于计算机显示技术,将三维目标图形在计算机屏幕上投影,由图形加速卡完成遮挡和消隐工作,利用图形计算电磁学的积分公式,把三维空间的计算转化为二维空间的计算,大大降低了计算时间和复杂度.计算结果表明:当入射波频率较低时,热防护层的厚度不会影响弹体雷达截面值的大小,当频率升高,随着热防护层厚度的增加,弹体雷达截面值不断减小,说明热防护涂层为有耗介质,介电常数的虚部越大其消耗能量的能力越强,弹体雷达截面变化越明显;当热防护层中存在孔隙,热防护层厚度一定,孔隙率越大,雷达截面值越大,孔隙率为零时,雷达截面值最小.当孔隙率相同,热防护层越薄,其雷达截面值越大;当弹体在高空中出现脱粘现象,对弹体的雷达截面值影响不大.     

电磁箍缩铝带阵负载的研制

根据电磁箍缩物理实验需求,设计出了一种具有自适应结构的电磁箍缩铝带阵负载。采用手工裁剪和激光裁剪两种方法来制备铝带,表征了两种方法制备出铝带的边缘形貌,并优选出激光裁剪法做为铝带的裁剪方法。分析了激光裁剪铝带的力学性能,30mm×1mm×5μm的铝带断裂强度约116cN,延伸率约为1.3%。利用上述铝带成功装配出了具有自适应结构的电磁箍缩铝带阵负载,且其自适量达到了4.5mm的物理实验需求,可应用于"强光一号"物理实验。     

无线电引信双源辐照效应研究

为了探索复杂电磁环境对无线电引信的作用规律,提出双辐射源电磁环境构建方法和试验方法,试验研究了无线电引信的双辐射源电磁环境效应,找到了使无线电引信意外起爆的双辐射源辐照频率组合方式和敏感阈值。发现双辐射源使无线电引信意外起爆的作用机理:引信天线及弹体接收到差频为多普勒频率的复合连续波信号,经自差机振荡器混频、检波管检波并滤波后,输出信号幅度较大的正弦波信号,经低频电路放大、信号整流积分及抗干扰惯性支路的共同作用,通过增幅速率选择电路,触发执行级电路误动作导致引信意外起爆。     

脉冲大电流电磁轨道发射装置特性

为获得大电动力、低温升、高结构强度的轨道型电磁发射器,分析了脉冲大电流电磁轨道发射装置的工作性能,对电感梯度、通流能力进行了判定,并分析了重力、电枢电动力与螺栓预紧力共同作用下电磁轨道发射装置的力学特性。结果表明:在导轨长度及截面宽度固定的情况下,截面厚度越小,电感梯度越大;截面厚度越大,温升越低。为了获得大电感梯度、低温升并考虑材料成本,应合理设计各个部件的形状及尺寸。     

电磁线圈炮计算程序的收敛性与实验验证

根据电磁线圈炮中推力线圈与电枢之间的感应耦合方程和电枢动态响应方程,考虑发射过程中推力线圈和电枢的欧姆加热,开发了电磁线圈炮的计算程序,给出了程序的算法和流程。分析了程序的收敛性,认为最大时间步长和电枢最大网格均依赖于驱动脉冲波形的上升时间。通过模拟结果与单级线圈炮实验测量结果的比较,验证了程序的有效性。模拟的线圈电流波形与实验波形吻合较好,模拟的出口速度比测量速度大约6.5%。程序收敛性和有效性的验证表明该程序可用于电磁线圈炮系统的初步设计。     

无绝缘高温超导跑道型磁体设计

环向场磁体是ITER托卡马克装置中的核心部分,采用无绝缘高温超导磁体技术能使其产生更高的稳态场。文中介绍了无绝缘高温超导磁体技术的原理和特点,并以跑道型磁体为着手点,使用不同的超导带材,利用有限元法设计无绝缘高温超导磁体,总结了线圈个数与布局对磁体临界电流和中心磁场的影响。该磁体在20K下可产生的稳态磁场约为3.59T。     

电磁诱导下Y型四能级原子系统的左手效应

采用了一个闭合的Y型四能级原子系统,在多模光场的作用下,利用量子相干技术使其实现介质的左手效应,使介质具备左手材料特性. 在相互作用表象下,考虑偶极近似和旋转波近似,利用密度矩阵方程并结合相关条件下的有关公式进行理论计算. 数值模拟结果显示：在合适的参量条件下,介质的相对介电常量和相对磁导率可以同时出现负值,产生了左手效应,相应的介质转化为左手材料.在弱探测场条件下,当探测光的拉比频率增加时,介质实现左手效应的频率范围减小并且与之相对应的折射率和吸收系数也发生变化. 通过讨论在左手效应成立的条件下介质对光场的吸收和增益问题,结果表明：在弱探测场条件下,利用电磁诱导的方法也可以实现介质的左手效应,使得左手材料在实验上的实现也得到了进一步的扩展,同时也扩展了电磁诱导的应用领域.     

电磁诱导透明量子现象的RLC电路模拟

利用RLC双网孔电容耦合电路模拟出了电磁诱导透明现象,并讨论拉比频率改变以及失谐对探测光共振吸收的影响。另外,分析了该模拟实验与真实的电磁诱导透明量子现象的差别及原因。有助于增强学生对电磁诱导透明量子现象的理解。     

低能强流电子加速器的研制

中国科学院近代物理研究所在现有DG系列电子加速器技术的基础上,通过改进加速结构,研制了一台低能强流电子加速器,其设计指标为500 keV/150 mA。该加速器采用高压发生器倒置的结构,并增加了中磁圆盘,提高了电能转换效率。采用了较短的加速管结构,有利于强流电子束的传输,同时使加速器整体更为紧凑。加速器束流调试结果为500 kV/170 mA,完全优于设计指标。