强激光与粒子束
2024, 36(4): 043024
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,陕西 西安 710024
采用电磁范数对系统电磁脉冲(SGEMP)脉冲电流注入(PCI)波形参数的确定方法进行研究。负载分别为高阻和低阻时, 对 SGEMP敏感端口响应典型波形进行电磁范数参数化表征, 综合考虑等效波形的上升时间、峰值、携带的能量和电荷量与响应波形的差异情况, 开展了 PCI等效波形参数研究。仿真结果表明, 方波等效波形可以很好地模拟出响应波形, 等效波形与响应波形的峰值一致, 频谱特征近似; 等效波形的上升时间、携带的能量和电荷量等参数通过调整脉宽即可实现与响应波形一致。因此, 可采用电磁范数对 SGEMP响应波形进行参数化表征等效, 获得的等效波形容易在实验室生成, 从而为采用电流注入方法开展 SGEMP研究提供一种新的途径。
系统电磁脉冲 电流注入 电磁范数 波形等效 System Generated Electromagnetic Pulse current injection electromagnetic norm waveform equivalence 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1239
强激光与粒子束
2023, 35(5): 053005
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123018
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123014
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
应用三维并行蒙特卡罗程序JMCT, 计算了特征温度分别为1, 3, 5, 8 keV的黑体谱X射线入射到铝、二氧化硅、金的表面的背散射光电产额和电子能谱, 并与文献结果进行对比, 验证了程序的正确性, 进而针对系统电磁脉冲(SGEMP)研究中的典型几何结构--金属圆柱腔体, 模拟计算了其在黑体谱X射线照射下的光电输运过程, 用温度为1 keV、注量为1 J/m2的黑体谱X射线平行照射圆柱腔侧面, 半个侧面发射光电子, 计算得出了和方位角相关的不同面上发射光电子的光电产额、能谱分布和角分布, 结果表明掠入射的X射线会产生更高的光电产额; 光电子的发射角分布都基本符合余弦角分布的规律。
蒙特卡罗 X射线 系统电磁脉冲 光电子 Mont Carlo JMCT JMCT X-ray system generated electromagnetic pulse photoelectron 强激光与粒子束
2019, 31(10): 103221
1 清华大学工程物理系, 北京 100084
2 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084
针对靶室内的强电磁脉冲(EMP)环境开展理论研究。按照物理机理的不同,将靶室内的EMP环境分为逃逸超热电子激励的EMP、腔体系统电磁脉冲(SGEMP)和线缆SGEMP三大类。分别建立物理模型和数学模型,采用时域有限差分、粒子模拟以及蒙特卡罗算法进行模拟研究,仿真与实验结果吻合较好,该结果为深入研究激光-靶物理过程的电磁现象,以及提高装置电磁兼容能力提供了技术支撑。
激光光学 X射线光学 激光惯性约束聚变 超热电子 强电磁脉冲 系统电磁脉冲
1 清华大学工程物理系,北京 100084
2 清华大学粒子技术与辐射成像教育部重点实验室,北京 100084
X射线照射金属腔体后,会在内部空间中发射出大量光电子,从而产生很强的系统电磁脉冲(SGEMP)。激光惯性约束聚变(ICF)装置内的X射线环境非常复杂,在靶室内工作的诊断设备即使有良好的电磁屏蔽,仍会面临严重的SGEMP干扰。以神光-III(SG-III)装置靶室内部的X射线环境为背景,采用时偏时域有限差分(FDTD)方法和粒子模拟(PIC)方法对二维圆柱腔体模型内部的SGEMP进行数值模拟。针对电磁场的振荡现象,在传统的粒子模拟算法基础上采用时偏方法进行滤波,去除了高频误差对计算的影响,结果更加准确。最后,得到的SG-III装置靶室内SGEMP干扰约为1.5 MV/m。
SG-III装置 系统电磁脉冲 粒子模拟 时域有限差分法 SG-III facility System Generated Electromagnetic Pulse Particle-In-Cell Finite-Difference Time-Domain 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(6): 1120
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
应用准第一性原理的PIC程序对系统电磁脉冲(SGEMP)一维边界层进行数值模拟,研究无限大介质板发射单一能量为2 keV、发射率为3.3×1020 m-2·s-1的光电子,发射角分布为余弦角分布,且平板上留下等量正电荷时的SGEMP效应,得出稳态后电子所能到达的最大距离约在5.8~7.5 cm之间振荡;发射表面z=0处的电荷密度在(6.0~9.0)×10-6 C/m3之间振荡;表面电场值在50~55 kV/m之间振荡;边界层达到准稳态的时间约为14.0 ns。将稳态模拟结果和理论估算结果进行对比,模拟结果较理论结果更加准确、形象地反映出SGEMP一维边界层的形成过程及稳态结构。
光电子 系统电磁脉冲 一维边界层 全电磁粒子模拟方法 photoelectron system generated electromagnetic pulse one-dimensional boundary layer PIC code 强激光与粒子束
2018, 30(1): 013004
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
建立典型半导体器件系统电磁脉冲与剂量率综合效应计算模型,对在瞬态X射线辐照下电缆末端典型n+-p-n-n+结构的双极晶体管负载的系统电磁脉冲与剂量率综合效应进行研究,得到了综合效应现象,分析了综合效应机理,总结了综合效应规律。在系统电磁脉冲与剂量率综合效应作用下,双极晶体管内部,由于载流子数量剧增,其反向击穿阈值降低,综合效应比单一效应更易造成双极晶体管的毁伤。编制的系统电磁脉冲与剂量率综合效应计算程序可用于分析电子学系统中其他类型半导体器件的效应机理与规律。
系统电磁脉冲 剂量率 瞬态响应 数值模拟 system-generated electromagnetic pulse dose rate transient response numerical simulation 强激光与粒子束
2017, 29(2): 025008