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什么是大闪光机

发布时间:2019-11-26 15:51 来源:未知 编辑:admin

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  展开全部“大闪光”是指:用于核武器流体动力学试验闪光X光照相的直线加速器“神龙一号”。“神龙一号”加速器的研制,除被加速电子的能量提高到20MeV外,关键技术指标是将X光焦斑直径(FWHM)减小到1.5mm以下,以提高闪光X光照相分辨率。世界著名科学家王淦昌院士生前曾对我们寄予厚望:“一定要赶超英美”,上世纪90年代至2000年代初期,研制成功具有国际先进水平的“神龙一号”直线感应加速器。

  直线感应加速器(LIA):是20世纪60年代发展起来的一种新型加速器,其独特的能力是可产生非常强束流、非常高峰功率及高束品质的脉冲粒子束(电子束或离子束)。直线感应加速器产生的束脉冲重复频率低得多,但束流却高得多(例如可大于10kA),直线感应加速器是世界上现有功率最强大的加速器之一。至今,全世界共建成各类直线多台。

  世界上第一台直线感应加速器ASTRON-I, 由N. Christofilos发明,并于1963年在美国劳伦斯利弗莫尔实验室(LLNL)建成。该加速器可提供束流350A、能量4MeV、脉宽300ns及重复率100Hz的脉冲电子束,用于约束等离子体,并在后续实验中用于研究电子束通过大气传输的可行性,远期目标是创造粒子束武器。之后,美国又陆续研制了用于加速质子的ERA加速器(4MeV、1kA、45ns);用于自由电子激光(FEL)研究的ETA加速器(5MeV、10kA、60ns、1kHz猝发)、ATA加速器(50MeV、10kA、70ns、1kHz猝发)和高平均功率的ETA-II加速器(6MeV、2kA、70ns、5kHz准连续),同时,ETA和ATA加速器还用于带电粒子束通过大气传输的研究。FXR加速器(20MeV、2~4kA、60ns),这是直线感应加速器首次用于闪光X光照相。1990年代,随着全面禁核试时代的到来,为了在全面禁核试后继续保持核武器研究和发展能力,各核国家纷纷花大力气提高自已的闪光X光照相能力。美国能源部决定建造双轴闪光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)。。DARHT装置由两台轴线MeV直线感应加速器DARHT-I和DARHT-II组成,前者是一台脉宽为60ns的短脉冲加速器,一次只能获得某一时刻的X光照片;后者则是一台脉宽为2μs的长脉冲加速器,通过踢束器能产生4个脉宽为(20~60)ns的脉冲,一次能获得4个不同时刻的X光照片。AHF是一台具有多角度、多时刻闪光X光照相能力的直线感应加速器。

  我国的直线年,走自主创新的发展道路,取得了一系列的成果。1989年研制成功我国首台1.5MeV直线ns),用于曙光一号自由电子激光研究,最大输出功率达140MW,为当时亚洲同类实验的最好结果;1993年建成我国首台用于闪光X光照相的10MeV直线MeV;几年前自主研制成功“神龙一号”直线ns),“神龙一号”加速器总体性能达到国际先进水平。

  直线感应加速器已广泛应用于科学研究、国防领域和国民经济领域,这里介绍几种主要的应用,包括闪光X光照相、高功率微波和自由电子激光、重离子聚变,以及在高能物理和能源科学的可能应用。

  闪光X光照相是利用强的脉冲X光对高速运动物体某一时刻的运动状态进行透视照相,如果X光的脉冲宽很短,则可以获得高速运动物体该时刻的准静态X光透视图像,与人体X光透视的原理完全一样。闪光X光照相作为最重要的诊断手段用于核武器初级的流体动力学试验始于美国的曼哈顿计划,即第一颗研制期间。所谓流体动力学试验就是使用裂变替代材料(如钨)的核武器初级模型的内爆试验,由于在高能炸药产生的高温和高压下,金属和其他材料象流体一样流动,故称之为流体动力学试验。利用这种试验可以研究核武器初级从内爆压缩到裂变反应临界点之前的全过程的物理学现象,校验模拟计算程序,以及评估材料的老化效应和新制造的部件等。

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