作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
2 中国工程物理研究院 研究生院,北京 100094
高能MeV闪光照相所针对的客体通常具有极高的面密度。当X射线穿过客体时,直穿X射线的强度将被极大衰减,到达成像面的直穿信号可能被散射“噪声”所淹没,若直接对图像进行反演将严重影响照相重建精度。从散射抑制角度出发,目前主要采用网柵相机即阵列型准直孔阻挡散射,但网栅相机的应用效果受光源位置稳定性影响较大,且网栅不易加工。提出了一种可实时定量散射强度的照相方案,该方案利用狭缝准直器对散射的抑制能力不随散射强度变化而改变这一特点,对现有照相布局进行小改进,利用已知客体实验结果标定狭缝准直器对散射的抑制能力,进一步自洽确定待测客体的散射量大小。基于蒙卡方法的仿真照相实验结果表明,当采用低面密度客体标定散射抑制系数时,高面密度客体散射强度的估计值与模拟真实值偏差可小于2%。
高能X射线 闪光照相 成像方案 图像反演 散射补偿 high-energy X-ray flash photography imaging plan image inversion scattering compensation 
强激光与粒子束
2022, 34(11): 116001
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院,四川 绵阳 621999
基于PFN-Marx技术路线研制了200 kV脉冲驱动源,采用了超前触发技术,实现了在40 Ω水电阻负载上输出电压约200 kV、前沿约25 ns、脉冲宽度约62 ns的脉冲高压。设计了工作电压为200 kV的“Washer-Needle”型二极管,在二极管电压210 kV、电流5 kA条件下,输出X射线脉冲宽度约40 ns,X射线焦斑直径1.2 mm,1 m处照射剂量约15 mR。
脉冲X射线源 200 keV PFN-Marx 脉冲驱动源 闪光照相 pulse X-ray source 200 keV PFN-Marx pulsed power flash X-ray radiography 
强激光与粒子束
2022, 34(8): 085002
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
强流直线感应加速器(LIA)主要应用于闪光照相试验,对其工作可靠性的要求很高。但LIA中包含了庞大的高电压脉冲功率系统,在充电及等待时期,存在发生自激的可能性,从而导致试验失败,并造成重大经济损失及严重影响。从对Marx等装置发生自激后进行立即监测控制的角度,提出了一种提高闪光照相试验可靠性的方法,并研制了可靠性高、适应各种高压放电装置的无源放电检测探头,采用大规模可编程集成电路作为系统中的逻辑处理单元,提高了系统集成度,降低了线路的复杂程度,降低了系统调试的难度,研制的监测控制器可方便地进行监测路数的扩充,适应多达几十路放电装置的检测与监控。功率系统装置自激后,自激监测控制系统响应速度快,最快可以达到100 ns级,且系统抗干扰能力强,满足在闪光试验环境工作的要求,达到了在一定程度上提高闪光照相试验可靠性的目的。
直线感应加速器 脉冲功率系统 闪光照相 自激 可靠性 linear induction accelerators (LIA) pulsed power system advanced radiography self-excitation reliability 
强激光与粒子束
2022, 34(6): 064006
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所,脉冲功率科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院,四川 绵阳 621999
阳极杆箍缩二极管(RPD)具有小焦斑、高亮度的特点,是闪光X光机领域的研究热点。基于Marx发生器和脉冲形成线技术路线产生1 MV高电压脉冲驱动RPD,开展了不同结构参数二极管实验研究。基于RPD物理过程的数值模型,分析了结构参数对箍缩物理过程的影响。研究表明在1 MV电压下,RPD阴极等离子体平均扩散速度、阳极等离子体平均扩散速度分别为2,0.6 cm/μs时,该模型可以较好地描述实验结果。在阳极杆直径一定的情况下,二极管数值模型表明减小阴极孔径可以使二极管更快进入强箍缩状态,但过小的阴极孔径会导致二极管间隙过早闭合。
闪光照相 闪光X光机 阳极杆箍缩二极管 阻抗模型 flash radiography flash X-ray generator rod pinch diode numerical model 
强激光与粒子束
2021, 33(5): 055005
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,脉冲功率科学与技术重点实验室,四川 绵阳 621900
参考“天蝎-Ι”原型机,重新设计了1 MV X光机系统,根据技术指标可靠性要求,对Marx发生器、场畸变开关、脉冲传输线、脉冲形成线及二极管等进行了可靠性设计。针对新设计的1 MV X光机系统,对其可靠性进行了实验研究,包含1 MV X光机系统的时间抖动和出光剂量稳定性等,根据调试实验结果制定1 MV X光机系统操作规程,按照规程对1 MV X光机系统进行了可靠性考核,连续工作81发次,最大时间抖动为146 ns,剂量为0.75~1.40 R @1 m,满足总体技术指标要求,可靠度达到98%。
Marx发生器 场畸变开关 可靠性 1 MV X光机 闪光照相 Marx generator field distortion switch reliability 1 MV X-ray system radiography 
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025018
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院, 四川 绵阳 621900
针对闪光图像得到的光程数据, 采用贝叶斯分层模型建立了后验概率模型, 运用Gibbs抽样动态构造马尔可夫链; 进而获得了关于线吸收系数的统计结果及其不确定度, 并与约束共轭梯度(CCG)方法进行对比分析。数值实验结果表明, 马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法对理想光程图像的重建结果与真值近似完全一致; 在含模糊和噪声时, 重建结果与CCG方法相当; 当含模糊且噪声干扰较大时, MCMC方法的重建结果要略优于CCG; 更重要的是MCMC方法能够给出重建结果的不确定度。
MCMC方法 闪光照相 图像重建 线性反演 不确定度 MCMC method flash radiography image reconstruction linear inversion uncertainty 
强激光与粒子束
2018, 30(11): 114004
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
借助蒙特卡罗方法模拟闪光照相过程,研究了模糊和散射因素对边界检测的影响。结果表明:模糊与边界退化量的变化关系依赖于相邻飞层的材料、密度和尺寸;相同客体结构下,模糊越大,边界退化量也越大;客体结构不同,相同模糊下的边界退化量也不同;散直比越大,散射对边界检测结果的影响也越大,当散直比大于50时,散射引起的边界检测误差超过1个像素。
闪光照相 蒙特卡罗方法 图像退化 边界检测 模糊 散射 flash radiography Monte Carlo method image degradation boundary detection fuzzy scattering 
强激光与粒子束
2018, 30(3): 034002
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院, 四川 绵阳 621999
为了探索杆箍缩二极管(RPD)在冲击加载下物质低密度区成像应用中的可行性,开展了低电压(≤500 kV)运行条件下RPD箍缩物理特性模拟研究。基于Particle-in-cell(PIC)模拟方法,从二极管加载电压幅值、阴极盘厚度、阴阳电极孔径比等方面开展了二极管模拟,从电子箍缩效率、质子流、电子利用率、电场和磁场分布等角度对箍缩物理过程进行了分析。模拟表明:低电压运行条件下普通结构二极管电流较低,不能为电子提供足够的磁场力从而导致较低的电子箍缩效率;采用组合杆结构,并优化阳极杆到轫致辐射靶区的过渡区设计,是在低电压条件下实现小焦斑、高剂量辐射光源的值得探索的技术途径。
杆箍缩二极管 PIC模拟 闪光照相 箍缩效率 辐射成像 rod-pinch diode PIC simulation flash radiography pinch efficiency radiation imaging 
强激光与粒子束
2018, 30(5): 055003
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
2 中物院高性能数值模拟软件中心, 北京100088
为满足光子-电子耦合输运应用模拟需求, 自主研发了JMCT光子-电子耦合输运功能, 并实现了多种光电耦合输运处理方式, 以便满足不同的工程需求。利用光子-电子耦合输运典型算例验证了JMCT光子-电子耦合输运功能的正确性, 并应用到了探测器响应函数模拟、闪光照相模拟计算中, 表明JMCT在实验核物理、核分析技术应用等方面发挥着越来越重要的作用。
蒙特卡罗模拟 光子-电子耦合输运 探测器响应函数 闪光照相 Monte Carlo simulation photon-electron coupled transport detector response function flash radiography 
强激光与粒子束
2017, 29(12): 126007
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621999
直线变压器驱动源(LTD)是近年来发展起来的一种新型电路拓扑技术,具有结构紧凑、参数调整灵活、能量效率高等优点。根据闪光照相的需要,开展了基于方波LTD技术的闪光照相驱动器设计,驱动器输出电压约3 MV,负载阻抗约40 Ω(杆箍缩二极管特征阻抗)。主机共由30个方波LTD模块串联而成,单个LTD模块采用16个放电支路(包含12个为基波支路和4个为谐波支路)并联,其中每个放电支路由2台脉冲电容器和一只多间隙气体开关串联组成。LTD次级采用变压器油绝缘,整机长度接近8 m。电路计算表明,驱动器输出电压大于3 MV,上升沿约16.8 ns,脉冲宽度约98 ns。
直线变压器驱动源 闪光照相 方波 二极管 linear transformer driver flash radiography square pulse diode 
强激光与粒子束
2017, 29(11): 115001

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