阳极杆箍缩二极管物理特性研究

阳极杆箍缩二极管能够产生焦斑直径约1mm的高能(>1MeV)脉冲X射线,可以用于材料爆轰流体力学和高速运动物体的闪光透视照相等领域。该类二极管结合了同轴和平面两种类型二极管的优点，完全依靠束流自身的磁场和工作过程中产生的等离子体达到强箍缩。其工作的物理机制非常复杂，目前尚无合适的理论和数值模型分析其工作过程。本项目研究利用阳极杆箍缩二极管产生稳定小焦斑和大剂量脉冲高能X射线的技术。建立与实验结果比较符合的并考虑等离子体影响的二极管数值模拟方法；研究影响二极管电子束箍缩和聚焦性能的因素，束流与阴阳极等离子体相互作用的机理，二极管几何结构设计及实验技术，二极管束流参数以及所产生的X射线参数的诊断技术；改善电子束聚焦性能和X射线输出特性；解决如何使束流尽快箍缩至阳极尖端，减小对阳极根部的轰击，减小焦斑轴向尺寸，提高束流强度和X射线产生效率等技术问题；确定二极管电压与所产生X射线剂量的定标关系。