“闪光二号”加速器适应性改造北大核心CSCD

针对系统电磁脉冲效应研究需求,项目组对"闪光二号"加速器进行了适应性改造,以便于产生脉冲硬X射线。主要采用二次成形的水线结构,重点进行了水开关设计,并完成了实验调试。装置输出电压650kV^1.3 MV稳定可调,脉冲宽度60ns,前沿由改造前的80ns缩短至改造后的30ns,在国内首次成功驱动串级二极管,产生前沿29ns、射线宽度约53ns的脉冲硬X射线。     

200 kV/200 kA脉冲源的研制

研制了一台200 kV/200 kA脉冲源,脉冲源由初级储能单元、水介质整形与传输单元、气体开关和负载组成。通过优化设计由2 到1 的水介质变阻抗线、高压气体主开关和陡化开关,使得脉冲功率源在匹配负载下产生输出电压200 kV、电流200 kA、前沿40 ns、脉宽40 ns的高压脉冲。在此脉冲源平台上已开展了低阻抗1 二极管发射特性研究,并且将在高压气体开关、同步触发、二极管等离子体发射诊断等方面发挥作用。     

磁性Fe3O4/ZnO核壳材料的制备及降解四环素类抗生素

利用共沉淀及退火处理两步法,合成了具有核壳结构的磁性Fe3O4/ZnO纳米材料。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、透射电子显微镜及振动样品磁强计(VSM)等技术对材料的组分、形貌及磁力性质进行表征,并以氙灯为光源,以四环素(TC)、强力霉素(DC)和盐酸土霉素(OTC)3种四环素类抗生素为降解目标,模拟测试样品在日光下的光催化活性,并通过改变Zn2+浓度,调节包覆结构从而得到最佳光催化效果。研究表明,ZnO包覆在Fe3O4表面并随Zn2+浓度增大逐渐形成尺寸在100 nm的锥形结构,当Zn2+浓度为0.5 mol/L时,样品对TC、DC和OTC的降解率最大,分别为85%、78%和64%。基于以上的研究显示,合成的磁性Fe3O4/ZnO核壳材料可应用去除水中抗生素,是一种具有高催化活性且能回收利用的新型复合光催化剂。     

Marx发生器等效对地分布电容估算方法

介绍了两种估算Marx发生器等效对地分布电容的方法:逐级累积法和能量守恒法。逐级累积法通过近似求出各级对地电容对Marx发生器等效对地分布电容的贡献,并将之累加得到发生器等效对地分布电容;能量守恒法认为各级对地电容存储的能量之和与发生器等效对地分布电容存储能量相同,从而推导出发生器的等效对地分布电容。采用两种方法计算了闪光二号加速器发生器的对地等效分布电容,并与实测值进行了对比。两种方法计算结果均为114pF,实测值为109pF,二者相差4.6%。     

快脉冲高电压大电流测量探头标定方法

基于脉冲形成原理提出了一种快脉冲高电压大电流测量探头的在线标定方法。利用闪光二号加速器输出线和二极管作为脉冲形成线,结合研制的低电感开关和负载,产生一个前沿小于3 ns、脉宽20 ns的准方波,对二极管电压测量探头微分型电容分压器和电流测量探头微分环进行了在线标定,得到测量探头在实际使用环境中的时间响应小于4 ns。该方法消除了非在线标定环境和实际环境无法统一对标定结果的影响,可推广应用于传输线型脉冲功率装置的探头标定。     

加速器中内置式预脉冲抑制电感的研制

 介绍了预脉冲抑制电感值的选取、大体积电感值的计算、电感在传输线内筒中的绝缘设计和主脉冲在电感上的传输时间以及等效阻抗。根据对电感值与传输线、输出线电压和二极管电流之间关系的数值模拟,预脉冲抑制电感应取值5 μH,并通过实验给出了屏蔽筒中大型电感的计算方法。根据对电感管与传输线内筒之间以及电感匝间电场强度的分析和数值模拟,确定了电感长度630 mm、外径1 160 mm和管径102 mm。通过对电感与传输线内筒之间构成的带绕螺旋传输线等效PSpcie的模拟计算,得到了电感传输线支路上的单次传输时间为349 ns,大于主脉冲的宽度;在主脉冲期间,带绕传输线的阻抗大于25 Ω,也远大于传输线的阻抗。通过内置式预脉冲抑制电感已向水介质同轴线中的气体开关引入了触发高压和工作气体。     

Fabrication processing effects on microstructure and morphology of erbium film

The effects of substrate temperature on the microstructure and the morphology of erbium film are systematically investigated by using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). All the erbium films are grown by the electron-beam vapor deposition (EBVD). A novel preparation method for observing the cross-section morphology of the erbium film is developed. The films deposited at 200 ℃ have (002) preferred orientation, and the films deposited at 450 ℃ have mixed (100) and (101) texture, which are due to the different growth mechanisms of surface energy minimization and recrystallization, respectively. The peak positions and the full widths at half maximum (FWHMs) of erbium diffraction lines (100), (002), and (101) shift towards higher angles and decrease with the increasing substrate temperature in a largely uniform manner, respectively. Also, the lattice constants decrease with the increasing temperature. The transition in the film stresses can be used to interpret the changes in peak positions, FWHMs, and lattice constants. The stress is compressive for the as-growth films, and is counteracted by the tensile stress formed during the process of temperature cooling down to room temperature. The tensile stress mainly originates from the difference in the coefficients of thermal expansion of substrate--film couple.     

几种光催化反应体系中羟基自由基表观生成率的实验研究

采用邻二氮啡-Fe(Ⅱ)(橙红色)分光光度法间接测定了Fenton、UV/Fenton、UV/草酸铁/H₂O₂、UV/TiO₂4种体系中在不同条件下·OH的表观生成率,初步探讨了体系中各影响因子的作用机制.结果分析表明:对于Fenton体系、UV/Fenton、UV/草酸铁/H₂O₂而言,其最佳反应条件为pH=4.0、m(H₂O₂)/m(Fe)=1/25、铁离子的质量浓度以25 mg/L左右为宜;TiO₂光催化体系催化产生的·OH尽管受环境pH的影响相对较小,但在同等条件下·OH的表观生成率最低;4种体系中以UV/草酸铁/H₂O₂体系中·OH表观生成率最高,而且以线性的规律递增.     

新型镍配合物的溶剂热合成及其晶体结构

以2-乙氧基-6-亚氨甲基苯酚(HL)为配体,与氨水和Ni(ClO4)2.6H2O经溶剂热法合成了新型镍配合物[Ni(L)2](1),其结构经IR,元素分析和XRD表征。1属三斜晶系,Pī空间群,晶胞参数a=0.843 3(3)nm,b=1.009 4(2)nm,c=1.188 4(2)nm,α=111.16(3)°,β=97.43(3)°,γ=102.43(3)°,V=0.897 2(11)nm3,Mr=387.05,Z=2,Dc=1 433 g.cm-3,F(000)=404,μ=1.105 mm-1,S=1.015。1中Ni2-分别与两个L-上的两个N原子和两个O原子配位,形成了平面四边形几何构型。分子通过一对N-H┈O氢键形成二聚体;二聚体进一步通过N-H┈O氢键和C-H┈Ni氢键的相互作用形成二维网状结构。