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, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230357
摘要:
铅冷快堆在燃料增殖和核废料处理方面的优势明显，针对欧洲铅冷系统（ELSY），基于“两步法”，使用蒙特卡罗软件产生少群组件参数，经过截面修正后，传递给确定论程序MORPHY进行堆芯计算。分析截面修正处理、角度展开阶数对计算精度的影响，量化比较ELSY堆芯的有效增殖因数、归一化通量水平以及控制棒组的控制棒价值。对于不同算例，采用输运修正和中子倍增效应修正，堆芯计算采用S4阶展开条件下，有效增殖因数偏差最大为38×10−5，控制棒价值计算偏差在45×10−5之内，归一化中子通量密度最大绝对偏差为9.73%，平均绝对偏差在2%以内，初步验证MORPHY程序在铅冷快堆物理分析中具备可行性。
铅冷快堆在燃料增殖和核废料处理方面的优势明显，针对欧洲铅冷系统（ELSY），基于“两步法”，使用蒙特卡罗软件产生少群组件参数，经过截面修正后，传递给确定论程序MORPHY进行堆芯计算。分析截面修正处理、角度展开阶数对计算精度的影响，量化比较ELSY堆芯的有效增殖因数、归一化通量水平以及控制棒组的控制棒价值。对于不同算例，采用输运修正和中子倍增效应修正，堆芯计算采用S4阶展开条件下，有效增殖因数偏差最大为38×10−5，控制棒价值计算偏差在45×10−5之内，归一化中子通量密度最大绝对偏差为9.73%，平均绝对偏差在2%以内，初步验证MORPHY程序在铅冷快堆物理分析中具备可行性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240031
摘要:
加法器式固态调制器是一种使用绝缘栅双极晶体管（IGBT）控制储能电容放电来产生脉冲高压的装置，相比传输线型调制器，具有模块化、稳定性好、寿命长等优势。但IGBT的正常工作需要利用栅极驱动电路将控制信号进行放大才能实现，驱动电路的性能直接影响IGBT的开关特性，最终影响脉冲电压质量，尤其是驱动电路的导通抖动指标，这是影响脉冲电压精度的关键因素之一。根据加法器式固态调制器中IGBT的工作特性，以提高脉冲电压精度为目标，对驱动电路进行研究。分析了开关抖动对输出电压精度的影响，介绍了设计原理，研制了驱动电路板，并利用放电模块对其工作性能进行了实验测试。测试结果表明，该款驱动电路的导通抖动为300 ps，相比1 ns的商用驱动电路抖动压缩至1/3，在1 kV充电电压下，放电模块在0.5 Ω的负载上放电，形成上升时间为500 ns、导通抖动峰、峰值在5 ns以下的脉冲电压，当发生退饱和故障时，驱动电路能够在4 µs时间内关断IGBT，该款驱动电路满足高精度固态调制器的工作要求。
加法器式固态调制器是一种使用绝缘栅双极晶体管（IGBT）控制储能电容放电来产生脉冲高压的装置，相比传输线型调制器，具有模块化、稳定性好、寿命长等优势。但IGBT的正常工作需要利用栅极驱动电路将控制信号进行放大才能实现，驱动电路的性能直接影响IGBT的开关特性，最终影响脉冲电压质量，尤其是驱动电路的导通抖动指标，这是影响脉冲电压精度的关键因素之一。根据加法器式固态调制器中IGBT的工作特性，以提高脉冲电压精度为目标，对驱动电路进行研究。分析了开关抖动对输出电压精度的影响，介绍了设计原理，研制了驱动电路板，并利用放电模块对其工作性能进行了实验测试。测试结果表明，该款驱动电路的导通抖动为300 ps，相比1 ns的商用驱动电路抖动压缩至1/3，在1 kV充电电压下，放电模块在0.5 Ω的负载上放电，形成上升时间为500 ns、导通抖动峰、峰值在5 ns以下的脉冲电压，当发生退饱和故障时，驱动电路能够在4 µs时间内关断IGBT，该款驱动电路满足高精度固态调制器的工作要求。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230363
摘要:
通过理论分析对经典J-A方程进行了修正，增强了其在脉冲条件下的适应性，利用脉冲磁化特性实验平台，测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线，采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识，将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回线数据集进行拟合，验证了修正后的J-A方程的有效性，最后将遗传算法寻优得到的J-A参数应用于脉冲变压器场路耦合模型的磁芯J-A参数定义中，分析脉冲变压器初级电压为1.5 kV时的仿真与实验误差，得到脉冲变压器输出波形的脉冲前沿误差为3.33%，幅值误差为2.91%，相比于J-A参数的常规非线性求解方法精度更高，能更好地应用于脉冲功率系统中含磁性元件的建模仿真。
通过理论分析对经典J-A方程进行了修正，增强了其在脉冲条件下的适应性，利用脉冲磁化特性实验平台，测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线，采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识，将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回线数据集进行拟合，验证了修正后的J-A方程的有效性，最后将遗传算法寻优得到的J-A参数应用于脉冲变压器场路耦合模型的磁芯J-A参数定义中，分析脉冲变压器初级电压为1.5 kV时的仿真与实验误差，得到脉冲变压器输出波形的脉冲前沿误差为3.33%，幅值误差为2.91%，相比于J-A参数的常规非线性求解方法精度更高，能更好地应用于脉冲功率系统中含磁性元件的建模仿真。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240010
摘要:
通过溶胶-凝胶法成功制备了Tb3Al5O12 (TAG) 荧光粉。热分析数据证实，增加H3BO3摩尔比会导致最终相的转变温度降低。同时，通过扫描电镜观察到，H3BO3摩尔比的提高会导致荧光粉颗粒尺寸增大。在激发波长为275 nm的条件下，发射光谱在480～650 nm范围内出现了由Tb3+的5d→4f跃迁产生的多个发射峰。然后通过物理掺杂和超临界干燥工艺成功制备了荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料。与荧光粉相比，荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料的内量子产率显著增加，可达63.64%。采用波长为355 nm的激光源激发荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料，可实现长距离无导线方式发光，并具有良好均匀性。以上结果证明了荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料在激光应急照明领域具有潜在的应用前景。
通过溶胶-凝胶法成功制备了Tb3Al5O12 (TAG) 荧光粉。热分析数据证实，增加H3BO3摩尔比会导致最终相的转变温度降低。同时，通过扫描电镜观察到，H3BO3摩尔比的提高会导致荧光粉颗粒尺寸增大。在激发波长为275 nm的条件下，发射光谱在480～650 nm范围内出现了由Tb3+的5d→4f跃迁产生的多个发射峰。然后通过物理掺杂和超临界干燥工艺成功制备了荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料。与荧光粉相比，荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料的内量子产率显著增加，可达63.64%。采用波长为355 nm的激光源激发荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料，可实现长距离无导线方式发光，并具有良好均匀性。以上结果证明了荧光粉@SiO2气凝胶复合发光材料在激光应急照明领域具有潜在的应用前景。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230140
摘要:
高掺杂浓度的Tm3+增益介质能通过交叉弛豫过程提高激光器的量子效率，但同时也会增加能量上转换带来的损耗，从而限制激光器效率的进一步提升。对Tm:SrF2晶体的荧光特性以及激光性能展开研究。在激光二极管（LD）端面泵浦下，实现最大功率2.99 W的自由运转输出，激光器的泵浦阈值为0.89 W，中心波长1851 nm，斜效率高达82.1%。采用KTP电光调Q开关演示了Tm:SrF2激光器的电光调Q输出特性。在500 Hz重复频率下，获得了1.02 mJ的最大单脉冲能量，泵浦阈值为2.01 W，最短脉冲宽度为45 ns，对应峰值功率为22.67 kW。实验结果表明，基于LD泵浦的Tm:SrF2激光器具有非常高的效率，有望成为中红外光学参量振荡器（OPO）和光学参量放大器（OPA）的理想泵浦源。
高掺杂浓度的Tm3+增益介质能通过交叉弛豫过程提高激光器的量子效率，但同时也会增加能量上转换带来的损耗，从而限制激光器效率的进一步提升。对Tm:SrF2晶体的荧光特性以及激光性能展开研究。在激光二极管（LD）端面泵浦下，实现最大功率2.99 W的自由运转输出，激光器的泵浦阈值为0.89 W，中心波长1851 nm，斜效率高达82.1%。采用KTP电光调Q开关演示了Tm:SrF2激光器的电光调Q输出特性。在500 Hz重复频率下，获得了1.02 mJ的最大单脉冲能量，泵浦阈值为2.01 W，最短脉冲宽度为45 ns，对应峰值功率为22.67 kW。实验结果表明，基于LD泵浦的Tm:SrF2激光器具有非常高的效率，有望成为中红外光学参量振荡器（OPO）和光学参量放大器（OPA）的理想泵浦源。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240004
摘要:
报道了端面泵浦被动调Q激光驱动RbTiOPO4晶体拉曼实现271 cm−1频移高阶斯托克斯激光输出。采用Nd:YAG与Cr4+:YAG键合设计来降低腔内的损耗，并使激光系统更紧凑，从而提升腔内光子功率密度，有利于拉曼频移向高阶斯托克斯激光转换。设计不同频移的一阶斯托克斯激光对应在不同腔内振荡，利用与基频光模式匹配的差异来抑制687 cm−1频移的一阶斯托克斯激光，最终获得较纯的271 cm−1频移的五阶斯托克斯激光输出。在泵浦功率8.1 W下，获得了平均输出功率230 mW的1244 nm波长激光，对应的脉冲宽度和重复频率分别为2.9 ns和11.7 kHz。1 244 nm波段的激光正好与水中OH−1吸收峰对应，在地表植被和行星水含量的检测等领域有重要的应用。
报道了端面泵浦被动调Q激光驱动RbTiOPO4晶体拉曼实现271 cm−1频移高阶斯托克斯激光输出。采用Nd:YAG与Cr4+:YAG键合设计来降低腔内的损耗，并使激光系统更紧凑，从而提升腔内光子功率密度，有利于拉曼频移向高阶斯托克斯激光转换。设计不同频移的一阶斯托克斯激光对应在不同腔内振荡，利用与基频光模式匹配的差异来抑制687 cm−1频移的一阶斯托克斯激光，最终获得较纯的271 cm−1频移的五阶斯托克斯激光输出。在泵浦功率8.1 W下，获得了平均输出功率230 mW的1244 nm波长激光，对应的脉冲宽度和重复频率分别为2.9 ns和11.7 kHz。1 244 nm波段的激光正好与水中OH−1吸收峰对应，在地表植被和行星水含量的检测等领域有重要的应用。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230442
摘要:
由于地理位置、太阳、大气环境等因素限制，无法获取空间目标在各种姿态、光照条件、特别是激光、太阳和背景光共同作用下的实际成像。提出一种多光源照射下目标图像实时生成方法。该方法基于计算机图形学中纹理映射思想，采用现代图形显卡编程技术和帧缓存对象特性，在GPU（Graphics Processing Unit）端采用着色器语言实现多光源作用下目标亮度值高效计算和真实感增强；采用开源三维图形引擎OSG（Open Scene Graph）支持多种格式三维模型文件，提高与国产麒麟操作系统及常用战场态势显示软件的兼容性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。
由于地理位置、太阳、大气环境等因素限制，无法获取空间目标在各种姿态、光照条件、特别是激光、太阳和背景光共同作用下的实际成像。提出一种多光源照射下目标图像实时生成方法。该方法基于计算机图形学中纹理映射思想，采用现代图形显卡编程技术和帧缓存对象特性，在GPU（Graphics Processing Unit）端采用着色器语言实现多光源作用下目标亮度值高效计算和真实感增强；采用开源三维图形引擎OSG（Open Scene Graph）支持多种格式三维模型文件，提高与国产麒麟操作系统及常用战场态势显示软件的兼容性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230432
摘要:
针对高压脉冲放电破岩电弧等离子体通道长度难以预测的问题，构建了高压脉冲放电破岩综合试验平台，测量了花岗岩-自来水组合介质下电弧等离子体通道发展特性及典型电流、电压参数，提取了不同电极间距和脉冲放电次数下岩石表面形成的破碎区域。基于能量平衡方程建立了岩石中电弧等离子体通道的阻抗模型，采用迭代优化算法获取阻抗模型参数的近似最优解，模型计算结果与试验结果的相对误差小于7%。基于优化参数，利用实测电流电压数据预测了等离子体通道的长度。模型预测的等离子体通道长度与实测值的绝对误差均处于毫米量级，且两者的相对误差小于10%，为高压脉冲放电破岩系统电源-电极负载的匹配设计提供了理论支撑。
针对高压脉冲放电破岩电弧等离子体通道长度难以预测的问题，构建了高压脉冲放电破岩综合试验平台，测量了花岗岩-自来水组合介质下电弧等离子体通道发展特性及典型电流、电压参数，提取了不同电极间距和脉冲放电次数下岩石表面形成的破碎区域。基于能量平衡方程建立了岩石中电弧等离子体通道的阻抗模型，采用迭代优化算法获取阻抗模型参数的近似最优解，模型计算结果与试验结果的相对误差小于7%。基于优化参数，利用实测电流电压数据预测了等离子体通道的长度。模型预测的等离子体通道长度与实测值的绝对误差均处于毫米量级，且两者的相对误差小于10%，为高压脉冲放电破岩系统电源-电极负载的匹配设计提供了理论支撑。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230423
摘要:
为研究绝缘子表面二级微结构的耐压提升机制，将表面二级微结构拆分为两种子结构，也即是表面微孔结构与表面微槽结构，并通过复合材料制备、激光处理、酸液选择性腐蚀等方式制备出表面二级微结构与相应的两种子结构。对三种结构分别进行沿面耐压性能测试，结果表明表面微孔与表面微槽均能有效地提升绝缘子的真空沿面耐压性能，而二者组合形成的表面二级微结构能够进一步提升绝缘子的真空沿面耐压性能。该结果表明通过将表面结构进行合理的组合能够实现对绝缘子表面闪络发展的多重、协同抑制，进一步提升绝缘子的真空沿面耐压水平。
为研究绝缘子表面二级微结构的耐压提升机制，将表面二级微结构拆分为两种子结构，也即是表面微孔结构与表面微槽结构，并通过复合材料制备、激光处理、酸液选择性腐蚀等方式制备出表面二级微结构与相应的两种子结构。对三种结构分别进行沿面耐压性能测试，结果表明表面微孔与表面微槽均能有效地提升绝缘子的真空沿面耐压性能，而二者组合形成的表面二级微结构能够进一步提升绝缘子的真空沿面耐压性能。该结果表明通过将表面结构进行合理的组合能够实现对绝缘子表面闪络发展的多重、协同抑制，进一步提升绝缘子的真空沿面耐压水平。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230410
摘要:
为解决绝缘堆真空沿面闪络的问题，研制了面向脉冲功率装置应用的真空绝缘堆耐压考核实验平台，建立了绝缘堆考核实验平台等效电路模型，分析了真空绝缘堆环间闪络对绝缘堆电压的影响。基于该平台开展了三种材料绝缘堆的真空沿面耐压考核实验，验证了真空绝缘堆考核实验平台的实用性与可靠性。该工作的开展为脉冲功率装置真空绝缘堆的工程化研制提供参考，同时为新型绝缘材料的应用研究提供考核实验平台。
为解决绝缘堆真空沿面闪络的问题，研制了面向脉冲功率装置应用的真空绝缘堆耐压考核实验平台，建立了绝缘堆考核实验平台等效电路模型，分析了真空绝缘堆环间闪络对绝缘堆电压的影响。基于该平台开展了三种材料绝缘堆的真空沿面耐压考核实验，验证了真空绝缘堆考核实验平台的实用性与可靠性。该工作的开展为脉冲功率装置真空绝缘堆的工程化研制提供参考，同时为新型绝缘材料的应用研究提供考核实验平台。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230337
摘要:
基于高重复频率强流多脉冲加速器的应用需求，针对交联聚苯乙烯（XLPS）材料在猝发多脉冲下的真空沿面闪络特性开展了实验研究。采用放置于平板电极中的XLPS圆台样品，在脉宽120 ns的单个脉冲和间隔500 ns的三脉冲加载下开展了真空沿面闪络实验，通过对实验平台和实验规范的优化设计，有效提升了实验效率和数据有效性，观测到了样品发生真空沿面闪络前的试样电压顶降现象和前序脉冲闪络对后续脉冲的显著影响，获得了XLPS材料在相应条件下真空沿面闪络的统计数据。在实验基础上，对XLPS材料在高重复频率多脉冲加载下的真空沿面闪络特性进行了分析，为高重复频率多脉冲加速器的绝缘设计提供了实验依据。
基于高重复频率强流多脉冲加速器的应用需求，针对交联聚苯乙烯（XLPS）材料在猝发多脉冲下的真空沿面闪络特性开展了实验研究。采用放置于平板电极中的XLPS圆台样品，在脉宽120 ns的单个脉冲和间隔500 ns的三脉冲加载下开展了真空沿面闪络实验，通过对实验平台和实验规范的优化设计，有效提升了实验效率和数据有效性，观测到了样品发生真空沿面闪络前的试样电压顶降现象和前序脉冲闪络对后续脉冲的显著影响，获得了XLPS材料在相应条件下真空沿面闪络的统计数据。在实验基础上，对XLPS材料在高重复频率多脉冲加载下的真空沿面闪络特性进行了分析，为高重复频率多脉冲加速器的绝缘设计提供了实验依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230392
摘要:
针对自触发预电离开关在不同电压等级下应用不同气体介质的需要，以及在双边驱动电磁脉冲模拟器中加载正负极性脉冲的需求，研究了预电离间隙在N2、N2/SF6混合气和SF6中正负极性下的击穿特性。研究了不同介质中间隙的击穿电压和时延随气压的变化规律，对比了正负极性下的间隙击穿特性。研究结果表明，在本文实验条件下，预电离间隙在N2中的击穿过程相对更为稳定，且N2中击穿电压随气压变化线性度最佳。相比N2和混合气，间隙击穿电压仅在SF6中随气压增大呈现饱和趋势。在一定气压范围内，N2在负极性下的击穿电压略高于正极性，混合气和SF6中负极性下的击穿电压明显高于正极性，间隙的击穿过程具有一定的极性效应。相比混合气和N2，间隙在SF6中的正负极性击穿电压绝对差值和击穿时延绝对差值都相对较高，为减小双边自触发预电离开关的同步时延差，应首选N2为预电离间隙的绝缘介质。在工程应用中需考虑极性效应和不同气体介质对预电离间隙击穿特性的影响。
针对自触发预电离开关在不同电压等级下应用不同气体介质的需要，以及在双边驱动电磁脉冲模拟器中加载正负极性脉冲的需求，研究了预电离间隙在N2、N2/SF6混合气和SF6中正负极性下的击穿特性。研究了不同介质中间隙的击穿电压和时延随气压的变化规律，对比了正负极性下的间隙击穿特性。研究结果表明，在本文实验条件下，预电离间隙在N2中的击穿过程相对更为稳定，且N2中击穿电压随气压变化线性度最佳。相比N2和混合气，间隙击穿电压仅在SF6中随气压增大呈现饱和趋势。在一定气压范围内，N2在负极性下的击穿电压略高于正极性，混合气和SF6中负极性下的击穿电压明显高于正极性，间隙的击穿过程具有一定的极性效应。相比混合气和N2，间隙在SF6中的正负极性击穿电压绝对差值和击穿时延绝对差值都相对较高，为减小双边自触发预电离开关的同步时延差，应首选N2为预电离间隙的绝缘介质。在工程应用中需考虑极性效应和不同气体介质对预电离间隙击穿特性的影响。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240036
摘要:
伪火花开关是工作在帕邢曲线左支的低气压开关，具有纳秒级击穿时间、百千安级脉冲电流、工作寿命长等特点。具有高重频性能的伪火花开关民用领域以及军事领域均有广泛的应用需求。基于双脉冲辉光放电触发结构，设计出一种具有重频能力的伪火花开关；在10 kV阳极电压下进行了整管测试，观察不同气压，预、主触发电压对重频性能以及触发性能的影响；结合仿真软件计算不同气压与触发电压下，触发电流的变化，最终总结了两个脉冲对触发过程的影响。测试结果表明，最低仅100 V触发电压，开关重复频率即可从沿面放电触发的100 Hz提升至400 Hz。
伪火花开关是工作在帕邢曲线左支的低气压开关，具有纳秒级击穿时间、百千安级脉冲电流、工作寿命长等特点。具有高重频性能的伪火花开关民用领域以及军事领域均有广泛的应用需求。基于双脉冲辉光放电触发结构，设计出一种具有重频能力的伪火花开关；在10 kV阳极电压下进行了整管测试，观察不同气压，预、主触发电压对重频性能以及触发性能的影响；结合仿真软件计算不同气压与触发电压下，触发电流的变化，最终总结了两个脉冲对触发过程的影响。测试结果表明，最低仅100 V触发电压，开关重复频率即可从沿面放电触发的100 Hz提升至400 Hz。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240040
摘要:
实验研究了氢闸流管的工作特性以及均压处理的优化效果。实验发现加热电压对氢闸流管的工作特性影响较大，在不出现自放电的前提下，使用更高的加热电压能够获得更好的导通性能。触发脉冲的差异以及不同的阳极电压对氢闸流管的导通性能基本无影响。采用电阻对氢闸流管进行均压，能够使其电压分布更加均匀，并且对自放电现象有一些改善。该研究为氢闸流管的使用提供了参考。
实验研究了氢闸流管的工作特性以及均压处理的优化效果。实验发现加热电压对氢闸流管的工作特性影响较大，在不出现自放电的前提下，使用更高的加热电压能够获得更好的导通性能。触发脉冲的差异以及不同的阳极电压对氢闸流管的导通性能基本无影响。采用电阻对氢闸流管进行均压，能够使其电压分布更加均匀，并且对自放电现象有一些改善。该研究为氢闸流管的使用提供了参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230347
摘要:
为了满足多路精确同步触发开关要求，将光导开关（PCSS）与V/N气体开关结合，可充分发挥PCSS低触发阈值、低抖动和光电隔离以及V/N气体开关工作电压高、带载能力强等优势。两种开关结合的核心是V/N气体开关结构参数与PCSS触发回路的参数匹配。分析计算了V/N气体开关的结构电容、触发回路振荡参数、开关电场分布等，研究了V/N气体开关的结构电容与PCSS、串联电感等构成的振荡回路的匹配关系，通过实验获得了V/N气体开关自击穿电压曲线、导通延迟时间以及不同欠压比下的延迟时间抖动等，初步验证了适用于PCSS触发的V/N气体开关设计。
为了满足多路精确同步触发开关要求，将光导开关（PCSS）与V/N气体开关结合，可充分发挥PCSS低触发阈值、低抖动和光电隔离以及V/N气体开关工作电压高、带载能力强等优势。两种开关结合的核心是V/N气体开关结构参数与PCSS触发回路的参数匹配。分析计算了V/N气体开关的结构电容、触发回路振荡参数、开关电场分布等，研究了V/N气体开关的结构电容与PCSS、串联电感等构成的振荡回路的匹配关系，通过实验获得了V/N气体开关自击穿电压曲线、导通延迟时间以及不同欠压比下的延迟时间抖动等，初步验证了适用于PCSS触发的V/N气体开关设计。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230420
摘要:
闪光X射线摄影技术在军事和民用等多个领域具有重要场景。针对重频直线感应加速器高重频的要求，提出了基于氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线的脉冲功率源方案，设计和研制了一种三同轴电缆，研究了氢闸流管的导通特性，搭建了氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线脉冲功率源的验证平台，开展了kHz重频脉冲功率源实验研究，以及kHz重频脉冲功率源驱动重频感应腔的实验研究，结果表明：基于氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线脉冲功率源实现了波形品质优异的kHz重频方波脉冲输出。
闪光X射线摄影技术在军事和民用等多个领域具有重要场景。针对重频直线感应加速器高重频的要求，提出了基于氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线的脉冲功率源方案，设计和研制了一种三同轴电缆，研究了氢闸流管的导通特性，搭建了氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线脉冲功率源的验证平台，开展了kHz重频脉冲功率源实验研究，以及kHz重频脉冲功率源驱动重频感应腔的实验研究，结果表明：基于氢闸流管驱动三同轴电缆Blumlein线脉冲功率源实现了波形品质优异的kHz重频方波脉冲输出。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240045
摘要:
根据YAG激光器对大功率高能量脉冲电源的应用需求，设计了一种大功率脉冲激光电源，可实现高脉冲能量重复频率输出及充电电压灵活调控。前级充电网络采用串联LC谐振变换器，后级脉冲形成网络选择晶闸管触发LC放电电路。最终，研制了1台7 kW实验样机，最大重复频率10 Hz，最高充电电压2.2 kV，可实现单脉冲最高700 J电能输出，满足大功率高能脉冲输出的应用需求，实验测试结果验证了设计的可行性。
根据YAG激光器对大功率高能量脉冲电源的应用需求，设计了一种大功率脉冲激光电源，可实现高脉冲能量重复频率输出及充电电压灵活调控。前级充电网络采用串联LC谐振变换器，后级脉冲形成网络选择晶闸管触发LC放电电路。最终，研制了1台7 kW实验样机，最大重复频率10 Hz，最高充电电压2.2 kV，可实现单脉冲最高700 J电能输出，满足大功率高能脉冲输出的应用需求，实验测试结果验证了设计的可行性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230295
摘要:
LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电，且具有较好的抗负载短路能力，在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。充电电源的效率是决定系统重频运行能力的重要因素，提高效率是目前高压电容器充电电源设计的首要目标。根据LC串联谐振电路的工作原理，分析可知电源工作模式、逆变桥的开关频率以及高频变压器的分布参数是影响LC串联谐振电源效率的主要因素。针对功率为10 kW、输出电压为40 kV的直流电源，计算主电路参数并利用Pspice建立了电路模型验证其准确性，采用软开关技术减小开关损耗，设计了分布参数较小的高频变压器进一步提高效率，并在此基础上完成了电源整体结构设计。最后测试了电源的充电特性，结果表明该电源可将0.1 µF电容器在37 ms内充电至39.5 kV，其充电效率为87.1%。
LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电，且具有较好的抗负载短路能力，在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。充电电源的效率是决定系统重频运行能力的重要因素，提高效率是目前高压电容器充电电源设计的首要目标。根据LC串联谐振电路的工作原理，分析可知电源工作模式、逆变桥的开关频率以及高频变压器的分布参数是影响LC串联谐振电源效率的主要因素。针对功率为10 kW、输出电压为40 kV的直流电源，计算主电路参数并利用Pspice建立了电路模型验证其准确性，采用软开关技术减小开关损耗，设计了分布参数较小的高频变压器进一步提高效率，并在此基础上完成了电源整体结构设计。最后测试了电源的充电特性，结果表明该电源可将0.1 µF电容器在37 ms内充电至39.5 kV，其充电效率为87.1%。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240020
摘要:
闪光X射线照相常用来拍摄高速运动物体的内部结构与流体动力学行为，也逐渐拓展到工业探伤、精密系统状态检测等领域。概述了小型闪光X射线机的研究历程与进展，包括Marx发生器、脉冲形成线、快脉冲直线型变压器、高压变压器4种主要技术路线与开关、X射线二极管2种关键元器件，讨论了小型闪光X射线照相系统的研究现状，探究了国外成熟的商业小型X光机与国内商业产品的不足，分析了小型闪光X光机将来的发展趋势，为小型闪光X射线机的研发和商业普及探索提供参考。
闪光X射线照相常用来拍摄高速运动物体的内部结构与流体动力学行为，也逐渐拓展到工业探伤、精密系统状态检测等领域。概述了小型闪光X射线机的研究历程与进展，包括Marx发生器、脉冲形成线、快脉冲直线型变压器、高压变压器4种主要技术路线与开关、X射线二极管2种关键元器件，讨论了小型闪光X射线照相系统的研究现状，探究了国外成熟的商业小型X光机与国内商业产品的不足，分析了小型闪光X光机将来的发展趋势，为小型闪光X射线机的研发和商业普及探索提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230360
摘要:
为了增大输出电压的同时减小高压阻尼振荡发生器的体积和降低其成本，建立了一种4×4级间自触发Marx结构的阻尼振荡发生器模型。该模型每级的主开关采用基于电容触发方式的串联IGBT模块，只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断，通过级间电容实现对相邻级放电管的栅极自动充电和放电，使其导通和关断。该模型提高了Marx单级的工作电压和简化了每级的驱动电路，并且通过加入缓冲电路，解决开关管动态、静态均压问题。基于这种拓扑结构搭建了一台高压阻尼振荡发生器样机，在电感负载上输出16 kV、振荡频率1 MHz的阻尼振荡波形，波形上升时间约为75 ns，重复频率500 Hz。样机体积小巧、工作稳定，验证了该方案的可行性。
为了增大输出电压的同时减小高压阻尼振荡发生器的体积和降低其成本，建立了一种4×4级间自触发Marx结构的阻尼振荡发生器模型。该模型每级的主开关采用基于电容触发方式的串联IGBT模块，只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断，通过级间电容实现对相邻级放电管的栅极自动充电和放电，使其导通和关断。该模型提高了Marx单级的工作电压和简化了每级的驱动电路，并且通过加入缓冲电路，解决开关管动态、静态均压问题。基于这种拓扑结构搭建了一台高压阻尼振荡发生器样机，在电感负载上输出16 kV、振荡频率1 MHz的阻尼振荡波形，波形上升时间约为75 ns，重复频率500 Hz。样机体积小巧、工作稳定，验证了该方案的可行性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.240053
摘要:
基于实用的观点综述性地归纳了小型脉冲功率发生器的主要电路方法，从电路的储能原理和电压叠加到开关单元设计及控制信号的产生技术。以作者的实际工作内容为主，用具体的电路实例介绍了几种脉冲功率电路的基本结构和主要结果。这些电路包括：电容储能Marx发生器，电感储能Marx发生器，混合储能Marx发生器，电容储能直线型变压器驱动器（LTD）和电感储能LTD。
基于实用的观点综述性地归纳了小型脉冲功率发生器的主要电路方法，从电路的储能原理和电压叠加到开关单元设计及控制信号的产生技术。以作者的实际工作内容为主，用具体的电路实例介绍了几种脉冲功率电路的基本结构和主要结果。这些电路包括：电容储能Marx发生器，电感储能Marx发生器，混合储能Marx发生器，电容储能直线型变压器驱动器（LTD）和电感储能LTD。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230353
摘要:
高精度同步系统是加速器产生高品质束流的关键因素之一，基于清华大学已有的连续激光载波同步系统，对不同接收端之间参考微波信号相位差的长时漂移，即同步系统慢漂进行了研究，提出了一种基于接收端参考微波信号幅值的电光调制器（EOM）偏置电压控制方法抑制慢漂。采用该方法后，清华大学甚高频光阴极电子枪测试平台L波段（1 300 MHz）同步系统慢漂被抑制到10.45 fs@24 h，清华大学汤姆逊散射装置（TTX）S波段（2 856 MHz）同步系统慢漂被抑制到10.53 fs@24 h，并且该方法可以使整套同步系统工作于室温环境，有效地提高了同步系统对工作环境温度的适应性。
高精度同步系统是加速器产生高品质束流的关键因素之一，基于清华大学已有的连续激光载波同步系统，对不同接收端之间参考微波信号相位差的长时漂移，即同步系统慢漂进行了研究，提出了一种基于接收端参考微波信号幅值的电光调制器（EOM）偏置电压控制方法抑制慢漂。采用该方法后，清华大学甚高频光阴极电子枪测试平台L波段（1 300 MHz）同步系统慢漂被抑制到10.45 fs@24 h，清华大学汤姆逊散射装置（TTX）S波段（2 856 MHz）同步系统慢漂被抑制到10.53 fs@24 h，并且该方法可以使整套同步系统工作于室温环境，有效地提高了同步系统对工作环境温度的适应性。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202436.230316
摘要:
构建了硅掺杂辉光放电聚合物（Si-GDP）模型，采用反应力场分子动力学模拟（ReaxFF MD）探讨了硅含量、碳氢比及密度对其杂化碳键合与力学性能的影响。研究结果表明：随着硅含量增加，聚合物中sp3C含量增加，趋向于形成一个大分子，同时小分子种类和数目减少，促进了碳硅原子成键并抑制端基CH3生成，进而提高材料力学性能；随着氢含量的增加，sp3C和端基CH3比例增加，生成的端基CH3降低了分子间交联程度，进而降低了材料力学性能，而分子基团数目变化不明显；随着密度的提升，聚合物中sp2C比例提升明显，sp3C比例有少量提升，分子基团数目变化不大，密度主要通过提升sp2C比例提升材料力学性能。研究结果为评估和理解硅掺杂辉光放电聚合物的结构和力学性能提供了新的视角和方法。
构建了硅掺杂辉光放电聚合物（Si-GDP）模型，采用反应力场分子动力学模拟（ReaxFF MD）探讨了硅含量、碳氢比及密度对其杂化碳键合与力学性能的影响。研究结果表明：随着硅含量增加，聚合物中sp3C含量增加，趋向于形成一个大分子，同时小分子种类和数目减少，促进了碳硅原子成键并抑制端基CH3生成，进而提高材料力学性能；随着氢含量的增加，sp3C和端基CH3比例增加，生成的端基CH3降低了分子间交联程度，进而降低了材料力学性能，而分子基团数目变化不明显；随着密度的提升，聚合物中sp2C比例提升明显，sp3C比例有少量提升，分子基团数目变化不大，密度主要通过提升sp2C比例提升材料力学性能。研究结果为评估和理解硅掺杂辉光放电聚合物的结构和力学性能提供了新的视角和方法。
