绝缘栅双极晶体管固体开关技术研究

 采用二只1.2kV,75A的绝缘栅双极晶体管（IGBT）串联，对用于加速器的IGBT固体开关技术进行了研究；通过采取动态电压和静态电压平衡措施来解决IGBT串联中的瞬态电压平衡问题。在不同工作条件下，串联IGBT开关工作性能稳定，重复性好。在纯阻性负载上得到了上升时间约300ns、下降时间约164μs、峰值电压1.8kV的输出。     

C波段加速器初步热测实验

为了开展加速器小型化技术研究,进行了C波段2 MeV驻波加速器研制工作。目前,该加速器研制取得了显著进展,完成了全密封加速管的焊接,建立了加速器热测实验平台。在重复频率50 Hz情况下,进行了初步热测出束实验,利用电离室剂量仪测试了加速器靶前1 m处的X射线剂量率,并利用钢吸收法测试了电子束的能量。初步实验结果表明:电子束能量约2.5 MeV,剂量率超过330 mGy/(minm)。     

纳米金刚石薄膜的二次电子发射特性

 简要介绍了微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）方法在硅基底上制备纳米金刚石薄膜的过程,并对制备的薄膜进行了表面分析。在此基础上设计出了用来测定反射型二次电子发射系数的实验装置,得出了几种薄膜在不同入射能量下的发射系数,取得了二次发射系数为15的满意结果,表明纳米金刚石薄膜作为二次电子发射材料具有很好的应用前景。     

方波电泳电场驱动下液膜马达的电致流动特征

液膜马达作为一种新颖的实验装置在基础研究和技术应用方面都将会发挥着重要的作用, 深入研究各种条件下液膜马达的电致流动特征是非常有意义的. 本文从理论上研究了均匀恒定外电场中的液膜马达在方波电泳电场驱动下的动力学特征, 解析地给出了液膜转动的线速度随时空变化的规律. 理论结果表明, 液膜会随着电泳电场频率的增大由对称性往复转动逐渐转变为振动, 这不仅有助于从理论上认识液膜马达振动的物理根源, 也为在实际应用中设计液膜搅拌机提供了一种新思路.     

CAEPXFEL波荡器束线初步物理设计

中国工程物理研究院计划开展XFEL光源的研制,主要通过电子束在波荡器中的辐射特性产生硬X射线。根据理论分析和数值模拟,在电子束最高能量可达12GeV的实际条件下,初步设计了一条间隙可调的真空外波荡器束线,波荡器分为25段,每段长3.86m,间隙7~10mm,周期长度25.4mm,磁场0.636~1.03T,束线总长120m左右,辐射光子能量为3~25keV。     

初次级等效比为1:43.4分数比脉冲变压器

 在理论分析分数比脉冲变压器输出脉冲上升时间与变压器次级绕组匝数、磁芯截面积和伏秒积等参数关系的基础上,设计建造了一台初次级等效比为1∶43.4分数比脉冲变压器,等效到次级的漏感为157.3 μH,分布电容为412.4 pF。低电压实验得到负载上的脉冲上升时间为894 ns,高电压实验得到负载上的脉冲上升时间为917 ns,电压幅值42.7 kV,表明所设计建造的分数比脉冲变压器达到了设计要求。     

单晶LaB6热阴极直流发射特性实验研究

 实验利用二极管型电子枪研究了单晶LaB₆热阴极的直流发射特性。阴阳极间距5 mm，从直径为2 mm发射体上测得175 mA直流束流（阴极温度约为1 870 K、阴阳极电压6.5 kV、空间电荷限制状态），电流密度为5.57 A/cm2。采用Longo方程拟合直流发射电流，该方法比以往单纯用Child或Richardson- Dushman公式更符合实际。实验还观测了阴极工作环境和表面状态对直流发射的影响，当真空度低于7×10^-4 Pa时，阴极发射能力逐渐下降,阴极表面碳、氧污染使发射体功函数升高。长时间加热后，石墨上会蒸镀LaB6,由此会造成热子电阻的下降。分析表明La原子补充不及时和表面气体吸附是影响直流发射能力的主要因素。     

高能工业CT用新型加速器X射线源

X射线CT检测技术通过投影重建方法获取被检测物体的数字图像，解决了传统X射线透视成像中影像重叠、密度分辨率低等缺点。ICT(工业CT)是一种重要的无损检测工具，能紧密、准确地再现物体内部的三维立体结构，能定量地提供物体内部的物理、力学特性，如缺陷的位置及尺寸、密度的变化，异型结构的形状及精确尺寸，物体内部的杂质及分布等。高能工业CT具有穿透能力强、成像精度高等特点，不仅可以用来进行工件的无损检测和探伤，还是开发逆向CAD技术的基础，实现被检测工件的三维结构复制。     

四模块并联交错大功率激光驱动电源研制

根据高功率半导体激光器对大功率、低纹波、高可靠性恒流源驱动源的需求,设计了基于4个BUCK模块并联交错输出的恒流电源,最大输出功率37.5 kW（250 V×150 A）。4个模块导通时间依次间隔T/4使模块间的纹波抵消降低,实现输出电流纹波率0.066%。利用FPGA并行优势快速响应输出保护,在12.2 μs内即可关断输出,保护优异。测试结果验证了设计,目前已成功应用于某项目中。     

固态开关技术研究及在科研中的应用

随着功率半导体器件的飞速发展,采用功率半导体器件串联和并联来研制高电压、高功率的固态开关已经成为了当今脉冲功率的发展方向之一。采用功率半导体研制的高压、大电流开关基本上具有理想的开关性能,在雷达发射机、射频加速器、癌症治疗、材料表面处理、食品非热等离子体处理和环境保护等领域都具有很好的应用前景。