强脉冲离子束辐照热-力学效应研究

采用自行研制的ITSW软件通过数值模拟方法研究了不同能量离子束辐照材料时的能量沉积及所产生的烧蚀、喷射冲量及热激波等效应。     

强脉冲离子束辐照金属材料表面热力学效应计算

 简要讨论了强脉冲离子束与金属靶材料相互作用的理论模型,以此为基础应用数值计算的方法模拟计算了离子能量为1.0 MeV和300 keV,束流密度分别为10 A/cm²、50 A/cm²、100 A/cm²的质子束与金属铝靶材料相互作用时的热力学效应,给出了铝在辐照后内部的温度分布、温度梯度分布,以及温度变化速率（加热速率与冷却速率）、热激波的产生与传播过程及与应力等模拟计算结果。     

强脉冲离子束辐照金属材料表面热力学效应计算

简要讨论了强脉冲离子束与金属靶材料相互作用的理论模型,以此为基础应用数值计算的方法模拟计算了离子能量为1.0 MeV和300 keV,束流密度分别为10 A/cm2、50 A/cm2、100 A/cm2的质子束与金属铝靶材料相互作用时的热力学效应,给出了铝在辐照后内部的温度分布、温度梯度分布,以及温度变化速率（加热速率与冷却速率）、热激波的产生与传播过程及与应力等模拟计算结果。     

强脉冲离子束与新材料工艺

近几年强脉冲离子束胜材料表面改性和薄摹研究表明，强脉冲能量效应赋予离子束新的物理性质，非常有希望形成高效率、低成本的离子束工艺，为此对脉中功率密度为１０＾－６－－１０＾９Ｖ／ｃｍ＾２、脉冲宽度〉１μｓ的强脉冲子束辐照效应强脉冲离子源及其在材料研究中的应用前景进行了评述。     

脉冲辐照热激波与压缩应力波

 扼要地阐述了X射线、电子束辐照材料时所产生的热激波与高速碰撞、炸药爆炸所产生的压缩波之间一些不同的现象特征，可为热激波的分析、研究以及模拟提供参考。     

离子束辐照拟南芥生物学效应及其分子机理研究进展

综述了离子束辐照拟南芥种子生物学效应、 生长发育变化、 向重力性等研究的最新进展。 阐释了离子束辐照拟南芥染色体DNA碱基变化、 DNA断裂或损伤、 染色体重组、 突变遗传性等分子机理。 探讨了离子束介导外源基因转化拟南芥的有效性和机理。 同时展望了辐照拟南芥分子机理研究中的辐射原初效应传递、 信号转导等其他机理研究及重离子辐射生物学效应的应用前景。 Newly research progresses were summarized in effect of ion beams on seed surface, biological effect, growth, development, gravitropism and so on. Furthermore, mutation molecular mechanism of Arabidopsis thaliana was discussed, for example, alteration of DNA bases, DNA damage, chromosomal recombination, characteristics of mutant transmissibility, etc. Meanwhile, the achievements of transferring extraneous gene to Arabidopsis thaliana by ion beams were reviewed in the paper. At last, the future prospective are also discussed here in mutation molecular mechanism and the potential application of biological effect of heavy ion beams.     

强脉冲离子束辐照薄金属靶的热力学过程研究

在回顾和总结现有强脉冲离子束诊断技术和能量沉积模型的基础上, 结合红外成像诊断分析, 基于能量平衡, 提出了强脉冲离子束在固体靶中功率密度分布模型, 并采用蒙特卡罗方法对其进行计算. 以该功率密度模型作为源项, 使用有限元分析方法模拟强脉冲离子束入射100 μm不锈钢靶后内部温度场在毫秒时间范围内的分布和演化. 结果显示, 在微秒时间范围内, 热场以存在于近表面区域数倍于离子射程范围内的冲击热场为主要特征; 而在毫秒时间范围内, 靶的前后表面(纵向)已达到温度平衡, 且靶后表面温度场和入射前表面的离子束横截面能量密度具有空间分布的相似性. 这证明了, 在采用具有毫秒响应速度的红外拍摄系统的情况下, 背面红外诊断技术可以实现以较高的精度对强脉冲离子束横截面的能量分布进行诊断和分析.     

离子束辐照的碳纳米管及其物性研究

离子束辐照通常被认为导致材料产生缺陷, 形成无序结构, 从而破坏材料的性能。 但是, 最近利用离子束辐照碳纳米管的实验显示离子束辐照碳纳米管形成无定形的过程不能用传统的离子束辐照材料的机制来解释, 离子束辐照可导致碳纳米管形成一些自组装结构, 如无定形碳纳米结和碳纳米管连接结等。 研究还发现离子束辐照的碳纳米管薄膜在导电性和场发射性能方面都能得到明显的增强。 Ion beam irradiation is usually thought to induce defects and disordered structures in materials and then to destroy the properties of the materials. However, our recent experiments about the ion beam irradiation on carbon nanotubes(CNTs) indicate that the ion beam modification mechanism of CNTs is completely different from traditional one of bulk materials, and ion beam irradiation can lead to self organized structures in CNTs, such as amorphous junctions and CNT junctions. Moreover, the irradiated CNTs exhibit a improved conductivity and an enhanced field emission.     

强流脉冲离子束辐照对不锈钢耐腐蚀性能的影响

 利用强流脉冲离子束（HIPIB）对316L不锈钢进行了表面辐照处理,研究了HIPIB辐照对其在0.5mol/L H2SO4溶液中电化学腐蚀性能的影响。极化曲线测量结果表明,HIPIB辐照能够显著提高316L的抗腐蚀性能,自腐蚀电流对辐照次数的依赖性与自腐蚀电位相比明显较强。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）分析辐照后试样表面形貌、表面层相结构和元素分布的变化。结果表明：HIPIB辐照使试样表面光滑化,表面层产生择优取向,且发生了杂质元素的选择性烧蚀,是316L不锈钢耐电化学腐蚀性能得以提高的主要原因。     

强流脉冲离子束辐照对不锈钢耐腐蚀性能的影响

利用强流脉冲离子束（HIPIB）对316L不锈钢进行了表面辐照处理,研究了HIPIB辐照对其在0.5mol/L H2SO4溶液中电化学腐蚀性能的影响。极化曲线测量结果表明,HIPIB辐照能够显著提高316L的抗腐蚀性能,自腐蚀电流对辐照次数的依赖性与自腐蚀电位相比明显较强。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）分析辐照后试样表面形貌、表面层相结构和元素分布的变化。结果表明：HIPIB辐照使试样表面光滑化,表面层产生择优取向,且发生了杂质元素的选择性烧蚀,是316L不锈钢耐电化学腐蚀性能得以提高的主要原因。     

质量分离低能离子束沉积碳膜及离子轰击效应

用质量分离的低能离子束沉积技术得到了非晶碳薄膜,X射线衍射、Raman谱以及俄歇深度谱的线形表明,此种非晶碳膜中镶嵌着金刚石颗粒.碳离子的浅注入是该碳膜SP³形成的主要机理.从一个侧面说明了化学气相沉积法中偏压预处理增加金刚石成核的主要原因是因为离子轰击效应. 关键词： 非晶碳 离子轰击 质量分离低能离子束     

氩离子刻蚀对高温超导YBCO薄膜物理特性的影响

本文研究了高温超导薄膜表面经氩离子不同程度刻蚀后其物理性能的变化,并采用离子刻蚀的方法设计制备了一个四节超导滤波器.YBa2Cu3O7-x(YBCO)薄膜表面经氩离子适当厚度刻蚀后的测试结果表明,薄膜的零电阻超导临界温度Tc随刻蚀时间适当的增加而提高,但过度刻蚀会带来电阻率的增大及转变宽度加宽.经SEM观测,刻蚀后薄膜表面的颗粒减少,趋于平整,通过XRD分析,离子刻蚀使薄膜晶格常数c发生了变化,同时测得超导薄膜的临界电流密度Jc基本保持不变.这一工作表明氩离子刻蚀对薄膜的氧含量及氧分布有一定的调控作用,并能提高薄膜的平整度,而且用此工艺制备出的超导滤波器显示出良好的微波特性,各项指标均达到了设计要求.这些研究对高温超导薄膜在微波电路中的应用提供了有利的帮助.     

一台小型强流脉冲离子束加速器

 介绍了一台小型强流脉冲离子束加速器的结构组成,采用箍缩反射型离子二极管,可以稳定工作的峰值电压为200kV,得到了峰值为1.5kA、脉宽约20ns的离子束流,平均离子流密度110A/cm²。     

PVDF在电子束辐射材料产生的热激波测量中的应用

 介绍了在“闪光二号”脉冲电子束加速器上采用PVDF压电传感技术测量编织材料等的电子束热激波传播特性的情况。实验得出：（1）在能注量为90～210 J/cm²范围内，对4 mm厚的编织材料及其叠层材料，热激波应力峰值σ_a<0.1 GPa，只有硬铝的十几分之一；（2）编织材料中的热激波作用时间被明显展宽，其平均值达2.6 μs，是硬铝中的7倍多。实验结果表明：（1）编织材料具有良好的衰减和展宽热激波的性能；（2）对编织材料等的宽作用时间热激波测量来说，PVDF压电传感技术具有极其优越的性质。     

电子束辐照硬铝产生热击波及层裂的估算

 本文对LY-12铝受到强流低能相对论电子束辐照时产生的热击波及层裂效应进行了估算。在预估中等能量沉淀产生材料的动态响应时必须适当地考虑熔化过程。我们所用的状态方程是GRAY三相状态方程，它对熔化区域中的金属作了详细且在热力学上更为完善的描述。将计算值同实验结果进行比较表明，二者基本上是一致的。     

电子束离子阱及高电荷态离子相关物理

文章简要介绍了电子束离子阱（EBIT）的发展背景及其在国际上的状况，较详细地解释了它的结构和工作原理，介绍了它在分解研究等离子体方面的特别优势以及在EBIT上能够实现的高电荷态离子相关的前沿物理学问题研究。     

电子束短脉冲效应产生的相干辐射

在模空间里给出了自由电子激光线性区非定态自治方程，得到了由于电子束短脉冲效应产生相干辐射的条件并解释了文献［１］的实验结果。     

电子束辐照产生的热激波的数值模拟

 采用能量沉积解析法、材料低压本构关系及一维应变弹塑性流体动力学模型,对“闪光二号”电子束辐照硬铝产生的热激波的传播规律进行了数值模拟。结果表明,计算值与实测值基本符合。