强流脉冲电子束轰击下回喷靶材速度测量与数值模拟

 叙述了用高速摄影技术研究强流脉冲电子束与钽金属靶相互作用后靶材的回喷现象,得出了靶材回喷的速度。并且采用EGS4程序和Euler流体力学方程组分别模拟了电子束在靶内的能量沉积和束靶相互作用的动力学过程。实验表明,钽金属靶在强流脉冲电子束轰击下,回喷靶材的轴向速度大于2.9 mm/μs,而模拟结果表明理想情况下回喷靶材自由面的轴向速度可达9.7 mm/μs。实验和理论计算为阻挡回喷靶材的快门设计提供了必要的参数。     

激光辐照金属丝产生电子束的发散度

研究了激光辐照金属丝产生电子束的自身磁场对其发散度的影响。通过理论分析和量级估算得到：电子在金属丝附近运动时,同时受到金属丝电场和自身磁场的作用,聚集效应明显;当电子离开金属丝后,空间电荷效应的库仑排斥作用与自身磁场的聚集作用量级相当,近似认为可以保持已经具有的发散度。利用经典轨迹蒙特卡罗方法模拟了该过程,计算结果表明自身磁场可以解释电子束的发散度及其对金属丝长度的依赖关系。     

几项新技术在“闪光二号”加速器上的应用

为追踪国际上脉冲功率技术的发展方向,在“闪光二号”加速器上开展了水介质形成线并联技术、多级多通道气体开关技术和同步触发技术等研究。经过3维结构下电场分布的模拟计算和绝缘设计,采用3根6 Ω小水线并联组成了2 Ω水介质形成线,研制成功了作为主开关的3 MV多级多通道气体触发开关,并实现了3个多级多通道气体开关的并联运行;采用工作时延446 ns的同步触发系统实现了Marx发生器与主开关的延时同步运行。真空负压下的涡流循环冲刷消除水中气泡技术应用于水介质形成线上,有效消除了并联形成线汇聚结构处的气泡,提高了加速器运行的安全性。经过调试后,加速器重新获得了稳定的运行状态,几项新技术的应用获得成功。     

Generation of Broadband High Harmonics through Linear Mode Conversion in Inhomogeneous Plasmas

The generation of high order harmonics from an inhomogeneous ovderdense plasma target irradiated by an ultrashort intense laser pulse is studied by numerical simulation. During such interaction, ultrafast electron bunches are generated and excite electron plasma oscillations as they pass through the overdense target. These plasma oscillations will emit high-frequency electromagnetic emission by linear mode conversion. Instead of the integer harmonies generation, the emission appears with a broadband and even continuous spectrum corresponding to the electron plasma frequency range of the inhomogeneous plasma density.     

Laser Damage Mechanisms of Amorphous Ta2O5 Films at 1064, 532 and 355nm in One-on-One Regime

Ta2O5 films are deposited on fused silica substrates by conventional e-beam evaporation. Surface topography and chemical composition are examined by atomic force microscopy （AFM） and x-ray photoelectron spectroscopy （XPS）. The calculation of electron structures of Ta2O5 and Ta2O5-x is attempted using a first-principle pseudopotential method within the local density approximation. The laser-induced damage threshold （LIDT） is performed at 1064, 532 and 355 nm in 1-on-1 regime, respectively. The results show that the LIDT increases with the wavelength increasing, which is in agreement with the wavelength effect. However, the LIDT results are not consistent with the empirical equation （I（λ）=aλm）, which may be attributed to the intrinsic absorption of Ta2O5 at the wavelengths of 532 or/and 355 nm. Moreover, different damage morphologies are observed when the films are irradiated at different wavelengths. It is concluded that the laser damage at 1064 nm is the defect dominant mechanism and at 355 nm it is the intrinsic absorption dominant mechanism, whereas at 532 nm it is the combined defect and intrinsic absorption dominant mechanism.     

强流脉冲电子束作用下20钢的微观结构状态

 为了研究金属材料的超快变形行为,利用强流脉冲电子束（HCPEB）装置对20钢进行轰击,采用X射线衍射、光学显微镜及透射电镜等技术分析了受轰击样品的变形组织与结构。实验结果表明,强流脉冲电子束能够在材料表层诱发幅值为1 GPa量级的应力,快速的加热和冷却过程在近表层诱发了强烈的塑性变形,并在材料表层内形成了复杂的位错缠结结构和位错胞结构,同时还伴随位错圈等空位簇缺陷的形成,多次轰击导致局部区域形成纳米和非晶结构。HCPBE轰击诱发的幅值极大的应力和极高的应变速率而导致的整个原子平面的位移可能是非晶结构形成的关键原因。     

漂移管中相对论电子束引导的匹配条件

本文介绍了对连续型相对论电子束的两种引导及箍缩方法:磁场引导和离子通道的静电引导。在线性引导力的假定下,求得了单磁场引导、单静电引导以及同时使用磁场和电场的混合引导的这三种情况下的匹配条件的解析结果。解析公式表明。在混合引导情况下,为了使电子束匹配,当电子束的中和因子线性增加时,相应的引导磁场不是线性地减小。而是抛物线形地减小。本文还使用了模拟束片内电子横向运动的LGERKB编码,通过对N_0个束内电子的模拟计算,求得了电子束包络。电子束的均方根发射度、典型电子轨道、失配和匹配情况下的束内电子相空间分布(相图)及其演变过程等大量资料。线性模拟结果与解析分析结果完全一致。     

电子束装置运行稳定性的测量

 为了验证电子束装置的稳定性,分别对电流波形、电压波形进行了多次测量,对二极管放电时注入腔中电子均匀性进行了探测,最后改变二极管真空度测量了泵浦氩的荧光 谱的稳定性。     

高功率粒子束及其应用

本文评价了高功率粒子束的工作原理及其应用:文中以闪光-Ⅰ强流脉冲电子束加速器为例,论述了机器的基本技术和它的工作特性 高功率粒子束目前已经应用到许多重要研究领域。包括:核辐射效应模拟源、闪光X射线照相、高功率激光器研究、惯性约束聚变、高功率微波的产生、离子集体加速等方面。 报告中简述了我国在高功率粒子束加速器建造和开拓应用方面取得的进展。 最后,也指出了高功率粒子束技术今后发展有关的研究课题。