大气压尖板电极结构重复频率纳秒脉冲放电中X射线辐射特性研究

章程; 邵涛; 牛铮; 张东东; 王珏; 严萍

doi:10.7498/aps.61.035202

摘要

文章通过碘化钠晶体和光电倍增管构成的X射线探测系统,研究了上升沿15ns,脉宽3040ns量级,电压90kV的大气压重频纳秒脉冲气体放电中X射线的辐射特性,X射线有效探测能量范围为10-130keV.结果表明放电产生的X射线主要集中在2090keV能量范围,而能量在十几keV的软X射线和超过90keV的高能X射线数量很少.X射线辐射计数随脉冲重复频率的增加而增加,随着气隙距离的改变存在峰值,且峰值出现在弥散放电模式.

关键词:

Abstract

Research on the characteristics of X-ray emission in repetitive pulsed discharge is associated with the behavior of runaway electrons and the mechanism of nanosecond pulsed discharge. In the experiments, X-ray emission in the repetitive pulsed discharge with a rise time of ～15 ns and an FWHM of 30-40 ns in atmospheric air is directly measured by a detection system consisting of NaI scintillator and a photomultiplier tube, and the energy range of the X-ray detector is demonstrated to be between 10 and 130 keV. Results show that main part of the energy of X-ray is from 20 keV to 90 keV, and a little X-ray with an the energy of less than 20 keV or more than 90 keV is detected. X-ray emission increases with the increase of pulse repetition frequency, and it has a peak value with the variation of air gap spacing. There is a maximum value of X-ray emission when the nanosecond discharge appears in a diffuse mode.

Keywords:

作者及机构信息

1.
中国科学院电工研究所, 北京 100190;

2.
中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室, 北京 100190;

3.
中国科学院研究生院, 北京 100039

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50707032, 50907068, 11076026)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号: KGCX2-YW-339)和国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB209405)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;

2.
Key Laboratory of Power Electronics and Electric Drive, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;

3.
Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China

Funds: Project supported by the National natural Science Foundation of China(Grant Nos. 50707032, 50907068, 11076026), the Knowledge Innovation Program of Chinese Academy of Sciences, China(Grant No. KGCX2-YW-339), and the National Basic Research Program of China(Grant No. 2011CB209405).

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