“神龙一号”注入器研制

“神龙一号”注入器是直线感应加速器的束流源，它采用了感应叠加的高压加载方式，包括脉冲功率系统、感应腔、阴阳极杆、绝缘支撑、二极管和束流传输系统等子系统. 在研制中采用了径向绝缘支撑、对中支撑调节系统、类Pierce阴极等先进技术，以及二极管线圈内置和外径为800mm的铁氧体大环等创新. 参数测试显示，3.5MeV注入器达到了世界先进水平.     

等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性

利用PIC (particle-in-cell) 方法，结合实验装置的几何结构和实验结果，采用动态开关模型，对微秒等离子体断路开关和电感负载间的功率流特性进行了研究。模拟得到了与实验结果符合较好的开关电压和负载电流波形，并给出了开关下游出现的稀薄等离子体的密度(约1012 cm-3)和速度(约1 cm/ns), 同时也得到了开关下游的空间电流分布。模拟结果表明，开关下游的结构应避免阻抗突变以减少电流损失，同时提高开关阻抗可有利于提高负载上的最大功率。     

直线感应加速器束包络数值计算模型

给出的直线感应加速器束输运的计算模型，能够计算束流从注入器经加速器直到最后聚焦的束包络．利用该编码可以方便地研究各种磁场位形及隙压参数对束流输运的影响．作为算例，给出了束流为3kA在长达40余米直线感应加速器的多种磁场位形下的束包络。     

激光触发SF6-N2混合气体开关的数值模拟

 在气体放电物理的基础上，对SF₆和N₂采用双光子电离模型，对碳氢化合物的光电离采用3能级模型，并考虑了混合气体的热电离和激光对气体的欧姆加热作用，建立了激光触发SF₆-N₂混合气体开关的数值模型，模拟了激光触发SF6-N2混合气体多级间隙开关实验。激光触发延迟时间的计算值与实验结果符合较好。理论计算表明：激光触发SF₆-N₂混合气体间隙开关的延迟时间随SF₆含量的增加呈上升趋势，而随激光脉冲能量、充气压力等的上升呈下降趋势。     

圆柱和平板磁绝缘传输线的横向空间电荷流

根据电磁场理论及电子运动守恒方程导出传输线横向空间电荷流的数值模型和磁绝缘临界条件，对圆柱和平板情况进行了计算和讨论。     

长导通等离子体开关断路过程的粒子模拟

 利用PIC(particle-in-cell) 粒子模拟方法对长导通等离子体断路开关的断路过程进行了模拟研究。介绍了计算模型的建立和边界的处理。模拟结果揭示了断路间隙的形成过程和机制，并据此对等离子体断路开关断路阶段的现有模型进行了定性的修正，认为断路过程中Hall融蚀和静电融蚀机制将同时存在，静电融蚀在开关最终的断路中占主导作用，且静电融蚀是由于磁场排斥引起的。     

非线性含磁芯线圈的PSpice模拟

 将感应加速腔的磁芯回路视为一段单匝的非线性电感线圈,利用PSpice的一些通用元器件组成的子电路对含有磁芯的非线性线圈进行模拟，使其具有饱和、磁滞及频率损耗等非线性特征。通过一些直观的参数设置，可使线圈模型适用于不同的频率范围。介绍了利用线圈模型对直线感应加速器加速组元系统的模拟，得到了与实验相符合的结果。     

真空传输线板-锥过渡结构的功率流分析

真空传输线板-锥转角过渡是多模块汇流的Z箍缩装置经常采用的结构,在不考虑磁绝缘失效、介质损耗的前提下,采用有限差分方法分析转角过渡对功率流传输的影响。初步的计算和分析表明:随着转角的变大,由阻抗不匹配引起的反射将使传输效率有所降低;前沿较陡的快脉冲在这种结构中发生严重畸变,而低频脉冲则几乎不受影响。在板-锥过渡设计中采用小转角结构,尽量减小脉冲传输方向的变化,对保证脉冲高效传输有利。     

Beam transport design for a 1 MeV prototype dielectric wall accelerator

The beam transport design of a novel proton dielectric wall accelerator is introduced in this paper. The protons will be accelerated from 40 keV to nearly 1 MeV under an accelerating gradient that is as high as 20 MV/m. A consideration of the beam line as well as the transport simulation is presented. The influences of the injection timing jitter and the accelerating pulse timing jitter are also discussed.     

磁绝缘稳态电路编码中等效电感和等效电容的计算

 从层流模型出发，根据线电压和线电流，给出了磁绝缘稳态时传输线极间的电磁场分布的解析表达式。在此基础上，计算了考虑空间电子效应后处于磁绝缘稳态的传输线等效分布电感和电容，以改进磁绝缘稳态的电路单元模型。利用该方法，模拟计算了Z加速器的MITL-A在磁绝缘稳态时的等效分布电感和电容。结果表明，等效分布电容随空间电子效应的增强而变大，而等效分布电感随空间电子效应的增强而变小；且线电压越低，等效分布电感和电容随空间电子效应的增强变化越快。