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阳极杆箍缩二极管的理论模型及物理特性

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耿力东, 谢卫平, 袁建强, 王敏华, 曹龙博, 付佳斌, 赵小明, 何泱. 2018: 阳极杆箍缩二极管的理论模型及物理特性, 强激光与粒子束, 30(8): 110-116. doi: 10.11884/HPLPB201830.170425
引用本文: 耿力东, 谢卫平, 袁建强, 王敏华, 曹龙博, 付佳斌, 赵小明, 何泱. 2018: 阳极杆箍缩二极管的理论模型及物理特性, 强激光与粒子束, 30(8): 110-116. doi: 10.11884/HPLPB201830.170425
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Geng Lidong, Xie Weiping, Yuan Jianqiang, Wang Minhua, Cao Longbo, Fu Jiabin, Zhao Xiaoming, He Yang. 2018: Theoretical modeling and physical characteristics of rod-pinch diode, High Power Lase and Particle Beams, 30(8): 110-116. doi: 10.11884/HPLPB201830.170425
Citation: Geng Lidong, Xie Weiping, Yuan Jianqiang, Wang Minhua, Cao Longbo, Fu Jiabin, Zhao Xiaoming, He Yang. 2018: Theoretical modeling and physical characteristics of rod-pinch diode, High Power Lase and Particle Beams, 30(8): 110-116. doi: 10.11884/HPLPB201830.170425
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阳极杆箍缩二极管的理论模型及物理特性

  • 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

Theoretical modeling and physical characteristics of rod-pinch diode

  • 摘要: 闪光X射线源是获得高凝聚态物质内部物理图像的重要手段,阳极杆箍缩二极管(RPD)作为其重要组成部分之一,直接影响闪光X射线源照相质量.研究RPD物理特性对二极管物理结构优化设计及实验调试具有重要意义.分析了RPD空间电荷限制、弱箍缩和磁绝缘阶段物理模型.基于PIC模拟技术,编写了计算程序,研究了RPD不同阶段的电子电流、离子电流及电子束箍缩物理特性.通过理论分析,获得了特定几何结构RPD物理模型修正系数及各个阶段离子电流与电子电流比,验证了粒子模拟代码的有效性.模拟结果表明:空间电荷限制阶段,粒子模拟结果与双极性流计算结果一致;在弱箍缩和磁绝缘阶段,粒子模拟得到的总电流与磁绝缘模型计算结果一致,且与文献给出的经验拟合表达式计算结果一致;磁绝缘阶段离子电流与电子电流之比与电压和二极管几何结构相关,给出了离子电子电流比增大系数η与电压和阴阳极半径比的关系,该系数受电子、离子在不同结构二极管渡越时间的影响,随电压和阴阳极半径比增加而逼近恒定值.
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出版历程
  • 刊出日期:  2018-08-30

阳极杆箍缩二极管的理论模型及物理特性

  • 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

摘要: 闪光X射线源是获得高凝聚态物质内部物理图像的重要手段,阳极杆箍缩二极管(RPD)作为其重要组成部分之一,直接影响闪光X射线源照相质量.研究RPD物理特性对二极管物理结构优化设计及实验调试具有重要意义.分析了RPD空间电荷限制、弱箍缩和磁绝缘阶段物理模型.基于PIC模拟技术,编写了计算程序,研究了RPD不同阶段的电子电流、离子电流及电子束箍缩物理特性.通过理论分析,获得了特定几何结构RPD物理模型修正系数及各个阶段离子电流与电子电流比,验证了粒子模拟代码的有效性.模拟结果表明:空间电荷限制阶段,粒子模拟结果与双极性流计算结果一致;在弱箍缩和磁绝缘阶段,粒子模拟得到的总电流与磁绝缘模型计算结果一致,且与文献给出的经验拟合表达式计算结果一致;磁绝缘阶段离子电流与电子电流之比与电压和二极管几何结构相关,给出了离子电子电流比增大系数η与电压和阴阳极半径比的关系,该系数受电子、离子在不同结构二极管渡越时间的影响,随电压和阴阳极半径比增加而逼近恒定值.

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