神龙一号直线感应加速器X光转换靶破坏诊断
神龙一号
“神龙一号”加速器——核武器模拟试验关键设备工程总投资：—工程期限：1982年——2005年“神龙一号”直线感应加速器位于四川绵阳中国工程物理研究院，主要用于核武器流体动力学试验闪光X光照相，是中国自行研制的核武器模拟试验关键设备，。
有了这种设备，就可以在实验室进行模拟核弹头初级模型的内爆试验、校验巨型计算机的数值模拟计算程序，也就是采用实验室模拟+ 数值模拟，可以解决核弹头从原理设计到武器化、工程化的一系列问题，不用进行地下核试验就能进行新弹头的设计、评估核材料的老化效应以确保核武器的可靠性和安全性。
另外直线感应加速器还用来进行高功率微波和自由电子激光、重离子聚变研究。
1985年下半年，中国核武器研制元勋邓稼先被诊断患了癌症，这个时候他和于敏同志一起给中央写了一份非常重要的报告，他们估计到以当时的核武器水平，美国和苏联就有可能按照他们的政治需要会签署《全面禁止核试验条约》停止核实验，这对我们国家的损失太大了，所以他们根据我们国家的情况，建议加速模拟核武器试验关键设施的研制工作。
报告交上去以后，中央对此非常重视，这对我国1986年以后的核武器发展起到了非常重要的作用。
而几位两弹元勋把自己生命的最后全部贡献给了国家的国防事业。
内华达核试验场（Nevada Nuclear Test Site）位于内华达州拉斯维加斯城西北105公里，占地面积3700平方公里，是美国最主要的核试验场。
从1951年起，至1996年《全面禁止核试验条约》开放签署以前，该试验场共进行过928次核试验，其中包括100次大气层核试验，828次地下核试验（内含24次美英联合进行的地下核试验）。
1974年美苏签订《美苏限制地下核武器试验条约》后，该试验场是美国惟一进行地下核试验的场地。
1962年起英国的地下核试验也全部在这里进行。
1992年以后，美国不再在那里进行核试验。
目前，那里已经成了无人区，地面的坑洞就是核试验留下的，核试验的辐射影响将持续50年-500年……这些都是地下核试验留下的坑洞，感兴趣的同学不妨用Google Earth看一下现场。
“神龙一号”电子束时间分辨能谱测量新方案
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强 激 光 与 粒 子 束
第 ２ 卷 ２
龙一号 ” 速器末 端聚焦段 螺线 管总有效 长度可 达 ４Ｉ， 加 幅值 达 ０ ２Ｔ， ｎ ． 提供 的有效 旋转磁 场积分 达 ０ ８Ｔ ・ ． ｍ，
“ 龙 一号 ＂ 神 电子束 时 间分 辨能 谱测 量 新 方案
廖树清， 张开志， 石金水
（ 国工 程 物 理 研 究 院 流 体 物 理研 究 所 ，四川 绵 阳 ６ １ ０ ） 中 ２ ９ ０
摘 要 ： 介 绍 了“ 龙一 号” 线感 应加 速 器 电子 束 时 间 分 辨 能 谱 测 量 新 方 案 —— 用 螺 线 管 磁 场 旋 转 束 神 直
冲束流 的能谱 。 用螺 线管磁 场旋转 束流法 是一 种绝对 的能谱 测量方 法 ， 利用 电子 束在 螺线 管 磁场 中 的旋转 运 动来 测量 对 应 能量 。电子束 在磁场 中除 了受到 聚焦作用 外 ， 受到旋 转作用 ， 流总 的旋 转角度 为 还 束
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子束 的能 谱 ， 但此 法会 阻断束 流 的输 运 。“ 神龙一 号” 流 电子直 线感 应加 速器 研 制过 程 中开 展 了电子 束 时间 强 分辨能谱 测量实 验ｌ ］ 即采用磁 分析器偏 转 电子束测 量 电子柬能谱 。本 文介绍 “ ＿ ， 】 神龙一 号” 采用 的电子 束能 拟 谱测量新 方案—— 用螺 线管磁 场旋转 束流 法测量束 流 能谱 ： ］ 即在 “ 龙一 号” 速器后 段 束 流聚 焦输 运线 上 神 加
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神龙一号轫致辐射靶靶区回流离子测量
神龙一号轫致辐射靶靶区回流离子测量禹海军;程健;朱隽;陈楠;戴文华【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2010(22)2【摘要】神龙一号直线感应加速器(LIA)产生的强流高功率的脉冲电子束与 X光转换靶作用后可以产生高剂量的X光,同时由于转换靶的被烧蚀破坏在靶面产生回流离子,该回流离子的存在影响到电子束的聚焦.设计了4套法拉第筒及其对应的偏压电路,法拉第筒被放置在神龙一号X光转换靶上游不同位置,分布在电子束轴线两侧,电路设计最高偏压为1 kV;对神龙一号LIA 的X光转换靶面产生的回流离子进行了实验测量,分别得到回流正离子密度约在10~(21)/m~3,离子运动速度可达2～3 mm/s.计算比较表明,该离子流强度与神龙一号靶前电子束流相差很大,只有电子束流强的0.27%,对神龙一号电子束聚焦不会造成影响.【总页数】4页(P421-424)【作者】禹海军;程健;朱隽;陈楠;戴文华【作者单位】中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900;中国科学技术大学,信息技术学院,合肥,230027;中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900【正文语种】中文【中图分类】TL503.92【相关文献】1.12MeV直线感应加速器轫致辐射靶靶面回流离子测量 [J], 禹海军;龙继东;李勤;周符新;石金水;马冰;陈楠;荆小兵2.一种新阈探测器的实验验证和重离子靶区中子测量 [J], 李桂生;张天梅;苏有武;李树伟3.12MeV LIA轫致辐射靶面回流离子测量 [J], 禹海军;龙继东;李勤;周符新;石金水;马冰;陈楠;荆小兵;沈克明;任兆杏4.轫致辐射转换靶靶面回流离子对电子束聚焦的影响 [J], 石金水;罗达十5.中能^(12)C离子轰击铯靶的超靶余核截面测量 [J], 李宗伟;杨维凡;赵之正;杨永峰;秦芝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“神龙一号”加速器束流输运系统研制
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2006 – 07 – 24 * 1) E-mail: dzycaep@
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399
(References)
1 ZHANG Guan-Ren. High Power Laser and Particle Beams, 1992, 4(1): 53—58 (in Chinese) ( . . 1992, 4(1): 53—58) 2 CHEN Y J. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 1990, A292: 455—464 3 Neil V K et al. Particle Accelerators, 1997, (9): 213—222 4 DAI Zhi-Yong et al. China Nuclear Science and Technology Report. Beijing: Atomic Energy Press., 1998 (in Chinese) ( . . : , 1998) 5 DAI Zhi-Yong et al. High Power Laser and Particle Beams, 2004, 16(10): 1334—1336 (in Chinese) ( . , 2004, 16(10): 1334—1336) 6 ZHANG Wen-Wei et al. High Power Laser and Particle Beams, 1996, 8(2): 203—208 (in Chinese)
加速器原理-直线感应加速器
三、直线感应加速器技术的主要发展
直线感应加速器40余年的发展进程中，应用需 求始终推动着直线感应加速器技术不断发展和创 新。前20年，主要侧重发展强流和高峰功率技术； 上世纪80年代开始，发展高平均功率技术和束品 质控制技术；90年代以后，主要发展MHz重复频 率能力的固体开关调制器技术和高频磁芯材料技 术，以及高梯度绝缘体技术，并促进了概念创新， 出现了环形直线感应加速器、感应同步加速器和 介质壁加速器等新概念直线感应加速器。下面分 别进行介绍。
中国早期核试验照片
美国
90年代以后，随着全面禁止核试验条约的逐步签署，为 了在全面禁核试后继续保持核武器研究和发展能力，各有 核国家纷纷花大力气提高自已的闪光X光照相能力。自 1992年停止传统核武试验以后，美国能源部决定在洛斯•阿 拉莫斯国家实验室，建造双轴闪光X光照相流体动力学试 验设施（DARHT），并计划建造先进流体动力学试验设 施（AHF），采用对模拟核爆进行X射线照相的方式，检 测存储核武器的性能情况。该设施采用一对直线加速器来 产生X射线束，以直角射向试验点，所产生的X射线照相最 大可演示相当于68公斤TNT炸药的爆炸威力，使科学家能 了解到核武器的内部情况。
本上是一个径向传输线或轴向传输线。径向传输 线无铁芯感应组元如图2所示。
直线感应加速器由一个感应组元或多个感应组元轴向串接 组成，这种“积木式”结构不仅使直线感应加速器结构简单， 且便于粒子束能量的调整及粒子束的注入与引出。通常，由 有磁芯感应组元构成的加速器称为芯型直线感应加速器，而 由无磁芯感应组元构成的则称为线型直线感应加速器。
二、直线感应加速器的工作原理及基本组成
直线感应加速器利用经典的电磁感应原理工作，即利 用磁通量的变化产生感生电动势来加速带电粒子。带电粒 子沿直线被加速，为此直线感应加速器采用了如图1所示 的感应组元（或加速组元）结构。
“神龙一号”加速器聚焦磁场准直
第14卷 第4期强激光与粒子束V o l.14,N o.4 2002年7月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E B EAM S Ju l.,2002 文章编号: 100124322(2002)0420621204“神龙一号”加速器聚焦磁场准直①章文卫, 潘海峰, 李 洪, 刘云龙, 章林文(中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900) 摘 要: “神龙一号”是一台正在建造中的脉冲强流加速器。
这台加速器的主体由72个直线感应加速腔和18个用于测试和真空泵接口的多功能腔组成。
为获得高品质的电子束流,减小发射度的增加,抑制co rk screw的增长,聚焦磁场的磁轴准直精度要求很高。
在使用激光跟踪仪对机械轴进行准直的前提下,脉冲悬丝技术被应用于准直加速段聚焦磁场,并在磁轴准直测试的同时对磁场固有倾斜偏差(tilt)进行初步校正。
介绍和讨论了测试方法,测试精度以及测试结果。
关键词: 磁场准直; 机械轴; 脉冲悬丝法 中图分类号: TL501 文献标识码: A “神龙一号”强流脉冲电子束加速器正在建造中,这台加速器由注入器和18个加速段组成。
每个加速段包含4个加速腔和1个连接腔,每一个加速段装有一个电阻环B PM(beam po siti on m on ito r)。
每个腔内都装有螺线管聚焦线圈,sin,co s steering线圈,形成束流输运系统。
高品质的束流要求较低的发射度增长,较低的能散.而由于加速器束输运系统磁场准直偏差所引起的束流co rk screw运动是导致发射度增长的重要原因之一。
五腔加速段组装时采用了激光跟踪仪对其机械轴进行准直,准直误差约为75Λm。
加速段磁轴准直仍采用脉冲悬丝技术,此技术在国外实验室应用于磁场测试已数年,最多的应用是w iggle场的测试[1]。
法国的A I R I X在建造时也采用了这一技术进行磁轴准直[2]。
“神龙一号”装置产生的光中子特性模拟研究
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图 ３ 不同材料的光巾子产额
前途 。
参考 文 献
【］ 向艳军，马景芳． “ １ 神龙一 号”装置产生的 振能区中子特性模拟研究【 ．核 电子学与探测技术 ，２ １ ，３ （）３４４ ０ Ｊ ］ ０ ０ ０３： ９ 。０
时 ，其表面 的共振 能区 中子注量 （ 靶） ２６ ￣ ０Ｎ ．５ １ ／ Ｖ． ） 慢 化 导致 的时 问展宽在 ０６ １ ， 铀 为 ． ｜６ １ ｘ ０ ｎ（ ｃ ， ５ ２ ｅ ｍ２ ． ． ～５
比散裂源（ Ａ Ｃ ） 中子慢化 后 时间展宽 小 １ ２个数 量级 。 Ｌ ＮＳ Ｅ 的 ～
展望
本 文 的所有 结果 均是 理论模 拟计算所 得 ， 理论 计算和 实验 测量还 存在 一些 差别 ， 需要 在实验 上测量 “ 神
龙一 号”装 置 的光 中子 特性 。在核技 术应用 领域 ， 中子 的应用 相 当广泛 ，若 “ 龙一 号 ”装置 具有较 高 的 神
“神龙一号”轫致辐射靶设计
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９ ４
高
能
量
密
度
物
理
２０ ０ ７年 ９月
后 的 Ｘ光能 通量 （ 当于 照射 量） 相 来选 择 “ 神龙 一 号” 致 辐射 靶 的靶 材 料 和有 效 靶 厚度 ， 利 轫 并 用经 验 公式估 算 “ 神龙 一号 ” Ｉ 的靶正 前方 １ｍ 处 轫致 辐射 照射 量 的最大 值 。 ＬＡ
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２０ 年９ ０ ７ 月
高 能 量 密 度 物 理
第３ 期
“ 龙 一 号 ” 致 辐 射 靶 设 计 神 轫
禹海军， 楠， 劲， 陈 李 王利鸣， 占军 谷
（ 国工 程 物 理 研 究 院 流体 物理 研 究 所 １ ６ 。 川 绵 阳 ６ １ ０ ） 中 ０室 四 ２９ ０ 摘 要 ： 用 数 值 模 拟 方 法 。 计 了“ 龙 一 号 ” 线 感 应 加 速 器 的轫 致 辐 射 靶 的 靶 材 及 结 构 。 利 设 神 直
序数 成 正 比 ， 因而靶 材 料 一 般 选取 高 原 子序 数 、 自然 界 稳定 而 又 大 量存 在 的材 料 ， 在 如钽 、 钨
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靶材太薄 ， 电子 束 能 量转 换 太 少 ， 生 的ｘ光 照 射 量会 过 低 。 产 利用 Ｅ ４ 序［ 计 算 束靶 作 用 ＧＳ 程 ２ ３
厚度 和结 构也 是影 响 ｘ光 性 能 的 两个 因素 。轫 致 辐 射 靶 的厚 度 决 定 了 ｘ 光 的产 额 ， 材 太 靶 薄， 电子束 能量 转换 太少 ， 生的 ｘ光 照射 量 就会 过 低 ； 材太 厚 ， 生 的 ｘ 光会 被靶 自身所 产 靶 产
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神龙一号直线感应加速器X光转换靶破坏诊断
禹海军;朱隽;江孝国;王远;陈楠;张振涛;戴文华;刘承俊
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2011(23)4
【摘要】The electron beam generated by the Dragon- I linear induction accelerator strikes the bremsstrahlung converter target to generate X-ray and causes tantalum target damage and hydrodynamic expansion, which results in target density decreasing for successive pulses.The time varying target density was measured by applying a low energy X-ray with energy about 450 kev and spot diameter of 1 to 4 mm along with an intensified charge coupled derice(ICCD) camera.The experiment results show that the target density is basically unchanged for 1 μs after beam-target interaction, and no particle ejected from the front side of the target is found at the same time.%利用能量约450 keV、焦斑直径1～4 mm的低能X光对神龙一号直线感应加速器束靶作用后钽靶的破坏进行诊断,利用增强型电荷耦合器件(ICCD)对诊断过程记录,得到束靶作用后数μs时间内钽靶材料密度的变化.结果表明:在束靶作用后约1μs内靶材料密度基本没有变化,且该时间段内ICCD相机没有观察到有靶前钽靶材料的微粒喷射.
【总页数】4页(P1035-1038)
【作者】禹海军;朱隽;江孝国;王远;陈楠;张振涛;戴文华;刘承俊
【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621900
【正文语种】中文
【中图分类】TL503.92
【相关文献】
1.轫致辐射转换靶破坏过程诊断 [J], 禹海军;周维军;朱隽;王荣波;吴廷列;陈楠;戴文华
2."神龙一号"直线感应加速器多功能腔设计 [J], 代志勇;张开志;文龙;邓建军;章林文;丁伯南
3."神龙一号"直线感应加速器物理设计 [J], 邓建军;丁伯南;王华岑;戴光森;程念安;章林文;张开志;戴志勇;石金水
4.X光转换靶区物理现象研究 [J], 禹海军;朱隽;刘承俊;龙继东;陈楠
5.神龙-Ⅲ直线感应加速器高稳定度恒流源控制系统 [J], 赵娟;曹宁翔;黄斌;李波;张信;黄宇鹏;李洪涛
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