【摘 要】
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高功率脉冲技术(High Pulsed Power Technology)又称强流相对论粒子束(Intense Relativistic Particle Beam)(包括电子束或粒子束),也通称高功率粒子束加速器。它是由于国防科
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高功率脉冲技术(High Pulsed Power Technology)又称强流相对论粒子束(Intense Relativistic Particle Beam)(包括电子束或粒子束),也通称高功率粒子束加速器。它是由于国防科研需要而开始发展起来的一门新兴科学技术,近40年来,高功率脉冲技术的迅速发展是非常引人注目的。目前,已经能够获得在很短的时间内((20~30)ns),产生数兆电子伏,高达数十兆安培量级的强流电子束或粒子束。
高功率粒子束目前已应用到许多科学研究领域,成为有利的研究工具,例如:核爆模拟器,高能闪光X射线照相,惯性约束聚变,电磁脉冲研究,高功率微波的产生等许多方面。在这些领域中,许多方面还处在发展阶段,某一领域只要与高功率脉冲技术一结合,常常会取得具有开拓性的重大突破,并形成许多新兴学科。如抗辐射电子学,高功率电子学、强流束物理学。由于该技术高性能指标是第一要素,设计准则着重于研究与发展,因此投资大,一般由政府来承担高风险。在我国,这方面的研究更多的是理论和工程上的探索,在数值模拟上还不够成熟。
本文介绍了感应加速器的基本工作原理,对感应加速器螺线管线圈进行数值计算,通过与试验测得的磁场值对比来验证其正确性,同时分析了束流传输的基本理论和Corkscreww运动,并用Magic软件和Chipic进行数值模拟及对比。在此基础上介绍利用Chipic软件开发的2.5维感应加速器模拟软件。
最后利用电子光学原理提出一种新型的紧凑型静电加速管,该加速管全长不到一米,在不加磁场的基础上能将电子束加速到10MeV以上。通过Magic模拟,优化出一种比较好的结构,使束流能顺利通过加速管。
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