对电子束聚焦系统中空间电荷效应的数值解析

针对空间焊接中空间电荷效应对空间电子束聚焦系统的影响,提出了计算电子枪主透镜区空间电荷密度的电荷量分配法和计算机辅助设计方法.通过编程计算表明,这种方法是可行的,从而为设计空间电子束焊枪的电聚焦系统提供了理论根据。     

彩色显象管中非轴对称场空间电荷数值计算

本文采用电子云模型确定电荷在空间的分布方法,简化了三维场下电子束空间电荷效应的计算,在彩色显象管漂移空间较长的情况下,计算精度仍可得到保证。本文对37cm彩管中BPF枪进行了计算,计算结果与实测数据吻合较好。通过数值计算发现,在主透镜及漂移区内由于空间电荷效应的影响,电子束增大20～25%,故在设计电子枪时空间电荷影响应予考虑     

考虑空间电荷自洽作用和绝缘磁场的单边multipactor模型

在考虑了波束相互作用腔中的射频场、聚焦磁场和空间电荷产生的静电场及空间电子束形成自洽相互作用的基础上,针对典型的高功率微波器件——磁绝缘线振荡器建立了单边次级电子倍增模型,统计分析了整个倍增过程中次级电子数目及器件腔壁吸收碰撞电子能量随时间的变化规律,给出了不同聚焦磁场值和电子碰撞角时次级电子的倍增情况.     

空间用电子束焊枪电聚焦系统的设计

介绍了国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法。利用C语言计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果。研究结果表明,电子束电流散较小,束截面较小,在工件上的束斑半径最小可达0.63mm,可满足在空间焊接和切割的需要。     

电子束辐照对PMMA样品介电常数的影响研究

分析电子束辐照对聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)样品介电常数的影响.实验发现辐照引发样品空隙度的增加使介电常数减小,空间电荷的积累作用使介电常数增加,并利用Clausius-Mosotti方程对PMMA样品介电常数的变化的物理机理进行了分析.     

空间电子束电聚焦系统的设计

根据国内外空间焊接技术的研究状况,提出了我国空间电子束焊枪用等径三圆筒单透镜作为主透镜的电聚焦系统设计方案和计算机辅助设计方法,利用计算机编程完成了聚焦系统的参数概算并取得了满意的结果.研究结果表明电子束电流散焦小,在偏转磁场中束截面较小,工件上的束斑半径最小可达0.656 15 mm,可满足空间焊接和切割的需要,并证实了空间电聚焦系统的计算和设计方法是正确的.     

低能传输段空间电荷补偿效应

近些年来,随着基础科学和应用科学对强流加速器需求的日益增加,强流加速器得到了很大推广和发展.在强流加速器的低能段,空间电荷效应会导致束流发射度的增长,束流品质的变坏.这样的束流通常需要空间电荷补偿来控制空间电荷效应.空间电荷补偿是指束流可以通过吸收与束流电性相反的粒子从而减少束流空间电荷发散力的一种效应.北京大学自主开放了PIC-MCC空间电荷补偿模型,该模型被应用在H+和H-束流的空间电荷补偿模拟当中,且得到了与实验符合得比较好的结果.     

宽电子束聚焦的变分理论

假定空间静电电位φ的磁感应强度矢量(?)在实验室坐标系中的分布是已知的,利用变分方法研究了正交和非正交两种曲线局部坐标基下宽电子束聚焦的普遍理论.将变分原理下的细电子束聚焦推广到宽电子束聚焦,证明了其结果与用电动力学方法研究宽电子束聚焦的一致性。     

TPC探测器内空间电荷电场

为了评估时间投影室探测器内空间电荷对漂移电场的影响,根据Green函数法求解Poisson方程,推导和借鉴了数种适用于TPC的Green函数;给出了计算空间电荷电场的解析形式;计算了单元区域内电荷均匀分布的电势和电场强度;展示了求解TPC空间电场的具体步骤。同时,利用Maxwell软件对单元区域内电荷均匀分布的电场进行了仿真,与Green函数法计算的结果基本一致。结果表明:该文给出的Green函数法适合求解TPC内的空间电场,可以获取正确结果,更加简便和实用。     

电弧阴极区性质的研究

采用一维非平衡等离子体模型讨论了阴极区的等离子体性质 ,阴极区被分为电离区和空间电荷区 .数值计算结果表明 :在电离区 ,电子的能量由焦耳热提供 ,而离子的能量主要通过离子电子碰撞获得 ,空间电荷区的电位降约为 5 .4V .     

强流电子枪近阴极发射面区的分析与计算

近阴极发射面区的分析与计算是强流电子枪计算过程的一个关键环节．文中提出了该区在温度限制下交叉电磁场空间电荷流的理论分析，与Ｋｉｎｏ短枪流理论相结合，可以对交叉电磁场空间电荷流进行完整的计算．在此基础上研制的Ｃ形带状强流电子枪计算软件包已用于实际电子枪的计算，计算结果与实测一致     

e型电子枪中非均匀磁场偏转系统的聚焦特性研究

利用永磁铁结构的偏转聚焦系统产生的非均匀磁场,改进了目前e型电子枪电子束偏转聚焦特性,同时缩小了枪体体积,减小了功耗.采用边界元法与等效磁荷法,模拟了偏转聚焦系统的非均匀磁场,再利用龙格一库塔法模拟出电子在该系统中的运动轨迹.为获得良好的聚焦特性,电子发射速度和发射位置应进行优化选择,同时电子束保持水平出射.研究结果表明:电子枪阳极板端点与阴极灯丝中心点保持水平可满足电子水平出射;非均匀分布的磁场对e型电子枪中电子束具有良好的聚焦作用;所设计的偏转聚焦系统在电子束流为50～100 mA时,束斑小于3 mm.     

空间电荷效应对回旋加速器轴向注入的影响

针对空间电荷效应对束流的影响，对注入系统进行优化设计，减少了传输过程中的粒子损失，建立了一个高效率的强流回旋加速器注入系统．通过模拟束流的传输过程，观察空间电荷效应对束流产生的影响，进一步对注入系统的元件参数进行适当的优化，从而对束流包络进行控制．经修改光路设计后，束流已经明显地趋于平缓，各个关键点的束半径得到了很好的控制，从而减小了空间电荷效应所带来的束流损失，提高了注入系统的注入效率．     

磁聚焦法测量电子荷质比实验现象分析

通过利用DS-Ⅲ型电子束实验仪进行电子荷质比测定的实验现象和实验数据的分析,明确了磁聚焦法测量电子荷质比实验中电子束螺旋线起点位置的不确定性,并提出等效起点位置的概念。     

9MeV 行波电子直线加速器电子枪的模拟计算

介绍了海关集装箱检测系统用９ＭｅＶ行波电子直线加速器上电子枪的结构与特点。电子枪提供的初始电子束流性能直接影响到加速管上聚焦磁场的参数要求,为保证加速器出口处电子束打靶产生的ｘ射线剂量满足阵列探测器检测图象清晰度的要求,电子枪必须提供３００ｍＡ束流。为此,利用ＥＧＵＮ程序对电子枪的电子轨迹模拟计算,研究了聚焦极与阴极间相对尺寸与位置变化,以及阴极与阳极间距对束流与发射度的影响。提供了更换部件,缩小聚集极与阴极间隙及装配尺寸的参考尺寸与理论依据。     

电子束聚焦测量电子荷质比的误差分析与研究

当利用电子束的磁聚焦测量电子荷质比时,不同的实验方法,不同的数据处理方法都会得出不同的结果,而这些结果中,大部分偏小于理论值1.759×1011C/kg,本实验通过尝试和比较不同的处理和测量方法,利用找出的最佳方法得出了多组误差在1‰附近的较准确数据.1实验基本原理图1电聚焦电     

基于离散单元法的发射装药挤压破碎动力学仿真

为了探寻发射装药低温下挤压破碎机理,研究发射装药挤压破碎对发射安全性的影响,本文利用离散单元法模拟了发射装药动态挤压破碎过程.将发射药粒离散成弹簧-球单元系统,建立了发射药床挤压破碎动力学模型,仿真了发射药床在动态冲击载荷下的挤压破碎动力学过程.采用统计的方法定量地获得了破碎后发射药床的表面积,其结果与试验较为接近,验证了本文理论与模型的正确性.研究结果为进一步研究发射装药低温下挤压破碎对发射安全性的影响奠定了基础.     

一种固体介质中空间电荷分布测量的新方法

压电压力波法是用聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）压电膜产生压力波来测量固体介质中空间电荷分布的一种新方法,介绍了用压电膜产生压力脉冲波的原理与方法以及压力法测量固体介质中空间电荷分布的原理,实验结果表明这种测量方法能很好地用于固体介质中空间电荷分布特性的测量。     

8mm三次谐波回旋管双阳极电子枪计算机模拟

根据8mm三次谐波回旋管对电子枪的要求，采用综合法和分析法设计了该双阳极磁控注入电子枪。编制了一套大型的计算程序，利用计算机模拟，设计出了电极形状、电子轨迹与电子注参量。计算表明，这种电子枪具有速度零散小、层流性较好、体积小等特点。该枪已经用于制管实验中。     

厚板电子束焊缝的超声扇形扫描检测

针对传统超声斜角探伤法检测厚板焊缝宽度受限的问题,采用超声相控阵扇形扫描方法,对55 mm厚TC4电子束焊缝进行检测研究.对相控阵波束在TC4焊缝中的偏转聚焦特性及扇形扫描进行模拟分析,采用扇形扫描与D扫描、A扫描相结合的方法分析缺陷特征,给出缺陷的三维定位.结果表明：扇形扫描角度为30°～70°,采用双面检测的方法可以实现宽度有限的厚板焊缝的检测,扇形扫描图像能够更加直观地显示缺陷.在TC4电子束焊缝中检测出气孔、裂纹、未熔合和未焊透四种缺陷.通过合理设置坐标系,可以实现焊缝缺陷的三维定位,测得缺陷距离换能器楔块前沿的距离、埋藏深度和距离扫查起始位置的水平距离.