S波段1＋腔热阴极微波电子枪研究

叙述了１＋腔热阴极微波电子枪设计、制造与调试的情况。该枪已于１９９２年１２月调试出束，经过一年多的调试运行，测量了电子束的发射度和能谱，得到了满意的结果。当输入功率约１．１ＭＷ时，输出电子束最大能量１ＭｅＶ，平均电子能量０．６ＭｅＶ，宏脉冲电流１Ａ，宏脉冲宽度约２μａ，重复频率５０Ｈｚ，微波工作频率２９９７．７５ＭＨｚ，束流归一化发射度ε_ｎ≈５πｍｍ·ｍｒａｄ。     

电子束发射度变化的解析估计

本文使用一般包络方程理论推导出轴对称电子束在傍轴近似下的稳态传输过程中的发射度变化公式。结果表明电子束发射度变化与引导磁场及离子通道电场无直接关系,而仅仅与电子束分布的变化有关;发射度变化的本质是电子束的静电势能和横向运动的动能之间的转换。本文的解析结果与数值模拟结果符合得相当好。本文还定性讨论了电子束平均正则角动量对发射度变化的影响。     

四维相空间和束横向分布

用相椭圆解析几何法得到束横向四维相椭球方程的普遍形式；推导出三类分布（KV、WB和GS）下的各种二阶矩量及束的均方根发射度εrms与边发射度ε（或εeut) 之间的关系。辨析了一些输运编码中的均方根发射度定义， 指出轴对称情况下用极坐标r简单代替直角坐标x或y得到的均方根发射度（ε^*）公式不同于惯用公式，惯用均方根发射度εrms是ε^*的1．62倍。     

快速高能质子照相程序QMCPrad的研制

为了快速模拟高能质子照相过程,利用蒙特卡罗（MC）技术和技巧编写了程序QMCPrad,并开展了QMCPrad与MCNPX的对比计算以及实验E955的模拟验证工作。在模型选取中,修改核反应过程权重的隐式俘获模式和一次抽样模拟穿透客体的多次库仑散射的浓缩历史方式都节约了大量的计算时间。与MCNPX相比,QMCPrad具备模拟质子在磁透镜中输运过程的能力。QMCPrad与MCNPX、实验E955的对比及验证结果表明,QMCPrad能够准确定量地模拟高能质子照相,为质子照相实验设计提供工具。     

闪光照相底片成像非线性校正技术研究

介绍了利用黑密度~穿透光程关系曲线对底片接收方式下的闪光照相图像进行非线性校正的方法. 根据闪光照相成像原理, 在光场均匀、散射均匀的条件下, 图像的黑密度是照相客体的穿透光程的单调函数. 当有一定的散射分布时, 相当于校正图像中叠加了一本底成分, 利用先验知识可以扣除. 因此可以用黑密度~穿透光程关系曲线进行闪光照相图像的非线性校正. 利用本方法对一三棱柱照相客体的图像进行了非线性校正, 处理结果证实了该方法的有效性.     

高能多脉冲辐射照相的复合靶物理分析

 介绍了电子束与钽靶相互作用的能量沉积解析理论和（钽-碳）复合靶的设计。单靶的某个区域内形成的高温等离子体沿轴的2个方向(±z)溅射而使单靶穿孔,大焦斑束形成较小的孔,小焦斑下靶孔较大而相对光滑。复合靶或修正复合靶可以经受2~3个束脉冲的连续照射。蒙卡模拟计算表明,复合靶或修正复合靶的焦斑尺寸与单靶相同,可用于多脉冲闪光照相。     

高密度等离子体焦点二维MHD数值计算中的特殊处理

本文研究了等离子体焦点装置同轴段等离子体的二维磁流体力学行为。在(r,z)平面的欧拉网格上使用了双步长Lax-Wendroff格式的编码。所作的特殊处理是:(1)对复杂的扩散项作时间前差分;(2)电子和离子的平衡项用隐式迭代;(3)所有的方程使用了Lapidus三阶光滑化技术;(4)密度和动量方程使用了Lax格式和Leapfrog格式的混合格式以消除非线性不稳定性;(5)低密度区磁场处理为真空磁场,使磁场计算与流体计算退耦,这避免了对时间步长的苛刻限制。编码在320机上进行了370个双步长的计算,每个双步长耗机时39秒钟。计算出稳定的动力学结构。     

闪光照相中散射照射量的解析分析

 考虑了光子与物质的三种相互作用方式,用解析分析法确定光子在材料中能量的一次散射转化几率,并由此求得闪光照相系统中成像平面上的散射和最小直散比的表达式。用该公式求得的FTO客体的最小直散比约为1.0,与美国NIH实验结果0.5~1.5近似符合。     

后锥与底片之间距离的作用的解析分析

在闪光Ｘ射线照相中，当源与客体和后锥的距离固定，而增加从后锥到底片的距离时，所得图象的直穿照射量与散射照射量的比值ＤＳＲ明显地增加。然而，所关心的图象中心区的信号幅度（中心处的光学密度与最深穿透点处的光学密度之差）却随着这两处的总照射量是否位于底片的特性曲线（即Ｄ－ｌｇＸ曲线）的线性部分而有明显差别。当其照射量位于线性部分时，信号幅度随从后锥到底片距离的增加而增加；但当该照射量位于非线性部分时，信     

高亮度注入器腔形径向电场的线性化

讨论了驻波腔内射频场力对电子束横向运动的影响，求出了使加速腔内径向电场线性化的阳极等位线方程。并给出了使径向电场Ｅ＿ｒ线性化的加速腔鼻锥设计所应遵循的原则，以及驻波腔径向电场线性化程度的判据。