自由电子激光的医学应用

自由电子激光这种新型光源非常适合于医学应用。通过对医用自由电子激光器的简要介绍,探讨了自由电子激光与人体组织的相互作用及其在医学上的应用前景。     

CAEP闪光X射线机的发展

闪光X射线机技术在中国工程物理研究院(下称CAEP)已有三十年的发展历史在爆轰物理学和y射线辐照效应研究中发挥了重要作用。本文总结了CAEP几种类型闪光X射线机的研制概况,阐述了高压脉冲技术、场发射技术、强流束聚焦等的研究进展,并介绍几种装置的主要技术参数。闪光X射线机是研究爆轰物理过程及其它高速瞬变过程的重要工具。国防科学技术研究中,大型闪光X射线机的研制具有很大的意义。文中对开拓强流电了束新的应用领域提出了展望。     

多电子束契伦柯夫自由电子激光振荡器

我们对多电子束契伦柯夫自由电子激光进行了首次实验研究。280A,500kV的电子束被引入一多介质矩形谐振腔,在频率为33.4GHz处产生了1.7MW的契伦柯夫相干受激辐射。互作用效率为1.2％。     

超相对论强度激光与薄膜靶作用中0.4 nm以下X射线阿秒脉冲的产生

用一维粒子模拟程序对功率密度在10²² W/cm²以上的超强激光驱动薄膜靶产生的相对论电子层及其经过汤姆孙散射产生的阿秒X射线进行了研究. 结果表明, 在超相对论强度范围下增大驱动激光强度, 相应减小等离子体密度及厚度可使电子层获得更高纵向动量, 使汤姆孙散射光明显向更短波长移动. 优化相关参数得到了波长为 1.168 nm的阿秒脉冲. 经过对倍频探测光方案与驱动光以及薄膜靶参数进行综合考虑和优化, 得到的X射线相干辐射波长有效减小到0.4 nm以下, 产生的光子能量达到2 keV以上. 关键词： 超相对论强度激光 阿秒X射线 相对论电子层 汤姆孙后向散射     

Linear and nonlinear fluctuations of electron-temperature-gradient driven mode and electron acoustic mode in a two-electron temperature nonthermal magnetized plasma

Nonlinear vortical structures and soliton formation are investigated for electron temperature gradient instability in a two-electron temperature non-Maxwellian magnetoplasma. The inhomogeneity in magnetic field is also considered. A new set of nonlinear equations, using transport equations of Braginskii”s model, are formulated to study the nonlinear structures. A modified linear dispersion relation of coupled electron temperature gradient (ETG) mode and electron acoustic wave is derived. The ETG instability is found to increase with increase in η_ec value that increases with sharp density gradients. The results are applied to auroral region of earth's magnetosphere and the calculated values of the nonlinear electric field of fast solitary waves are found to be in agreement with the Viking satellite observations.     

电子束长程传输中离子通道的振荡特性研究

离子通道可以有效抑制电子束在等离子体环境内传输过程中的径向扩散,已有工作研究了离子通道对电子束的影响,但离子通道建立过程和暂态特性研究则更有助于理解和利用离子通道在电子束长程传输中的作用。本文利用PIC方法对离子通道的时空分布进行二维模拟,并基于单粒子理论推导出描述离子通道振荡的解析模型,对上述两种模型的结果相互校验。上述模型的计算结果表明,在长程传输过程中,相对论电子束在等离子体内部建立的离子通道是持续周期振荡的,电子束密度、电子束初始半径以及环境等离子体密度都会对离子通道的振荡规律产生影响,针对不同的等离子体环境选择合适的电子束参数可以有效提高离子通道的稳定性,进而提升传输过程中电子束的束流质量。     

Elastic electron scattering with formamide-(H2O)n complexes (n=1, 2): Influence of microsolvation on the π* and σ* resonances

We report elastic cross sections for low-energy electron scattering with formamide-(H₂O)_n complexes (n=1, 2) in the energy region of 0.01-8 eV. The scattering calculations are performed using the R-matrix method in the static-exchange (SE) approximation. We consider three structures of formamide-H₂O and six structures of formamide-(H₂O)₂ in the present work. Our purpose is to investigate effects of water molecules hydrogen-bonding to formamide. We focus on the influence of microsolvation on the π^* and σ^* resonances of formamide. The scattering result for complexes shows that the position of π^* resonance appears at lower or higher energies in the cluster than in the isolated formamide depending on the complex structure and the water role in the hydrogen bonding. We explain this behavior according to the net charge of the solute. It is found that the microsolvation environment has a substantial effect on the width of π^* resonance. Our results indicate that surrounding water molecules may affect the lifetime of the resonances, and hence the process is driven by the anion state, such as the dissociative electron attachment.     

Improved blue quantum dot light-emitting diodes via chlorine passivated ZnO nanoparticle layer

In blue quantum dot light emitting diodes (QLEDs), electron injection is insufficient, which would degrade device efficiency and stability. Herein, we employ chlorine passivated ZnO nanoparticles as electron transport layer to facilitate electron injection into QDs effectively. Moreover, it suppresses exciton quenching at the QD/ZnO interface by blocking charge transfer channel. As a result, the maximum external quantum efficiency of blue QLED was increased from 2.55% to 4.60%, and the operation lifetime of blue QLED was nearly 4 times longer than that of the control device. Our work indicates that election injection plays an important role in blue QLED efficiency and stability.     

短波长自由电子激光器电子运动特性研究

短波长自由电子激光器的电子束在摇摆器中的传输通道长而狭窄, 须得电子具有良好的运动特性, 避免在传输过程中产生横向发散. 本文研究短波长自由电子激光器中超相对论电子在磁场具有横向分布的平面摇摆器中的三维运动特性, 用逐次逼近法推导相对论运动方程的解析表达式, 非线性数值计算模拟传输过程, 采用科尔莫 戈罗夫熵 方法分析运动的稳定性. 结果表明: 摇摆器磁场除使电子做周期性摇摆运动外, 还迭加了偏离轴线的横向漂移运动, 在没有外置的磁场聚焦系统情况下, 电子将偏离轴线横向发散; 但是, 恰当选取电子的横向初始速度, 可有效地防止电子运动的横向发散, 即使没有外置的磁场聚焦系统, 也能在长达10 m 的摇摆器中顺利传输, 横向位移范围不超过0.09 mm, 而且其运动是稳定的. 关键词： 短波长自由电子激光器 平面摇摆器 超相对论电子运动 运动稳定性     

强流脉冲电子束作用下金属锆的微观结构与应力状态

利用强流脉冲电子束 (HCPEB) 技术对金属纯锆进行表面处理, 采用X射线衍射, 扫描电子显微镜及透射电子显微镜详细分析了辐照诱发的表层微观结构和缺陷. X射线分析结果表明, HCPEB辐照后在材料表层诱发幅值为GPa量级的压应力, 并形成{0002}, {1012}, {1120}及{1013}织构. 表层微观结构观察表明, 与其他金属材料不同, HCPEB辐照在材料表层诱发的熔坑数量极少, 多次轰击甚至几乎没有表面熔坑的形成. 此外, 在快速的加热和冷却状态下, 在表面熔化层形成大量的超细晶粒结构, 同时诱发马氏体相变和强烈的塑性变形. 1次HCPEB辐照后表层内形成的变形微结构以位错为主, 孪晶数量较少; 5 次辐照样品的位错密度迅速增高, 孪晶数量也显著增加; 10次辐照后样品中的变形微结构以变形孪晶为主, 且出现二次孪晶现象. 表层晶粒内部变形的晶体学特征不仅决定了表层的织构演化行为, 而且还起到细化晶粒的作用, 为纯锆及锆合金表面强化提供了一条有效的途径. 关键词： 强流脉冲电子束 纯锆 微观结构 应力状态