高能电子照相成像模糊模拟研究 被引量：2

1

作者 卢亚鑫 杨国君 +5 位作者 魏涛 张开志 李一丁 张小丁 石金水 章林文 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期12-16,共5页

高能电子照相是一种新兴的无损探测技术,可以在不拆解客体的情况下对客体材料及其内部结构进行定量测量。与高能质子照相相比,其分辨能力更高,可达到亚μm量级,有望成为介观现象诊断的有力工具。为研究相互作用和成像束线对成像模糊度... 高能电子照相是一种新兴的无损探测技术,可以在不拆解客体的情况下对客体材料及其内部结构进行定量测量。与高能质子照相相比,其分辨能力更高,可达到亚μm量级,有望成为介观现象诊断的有力工具。为研究相互作用和成像束线对成像模糊度的影响,采用Geant4模拟软件,建立12GeV电子束从客体到像平面全过程照相模型,主要分析了成像束线引起的色差模糊、客体纵向长度引起的模糊以及次级粒子造成的模糊。研究结果表明,高能电子照相成像模糊为亚μm量级,其中成像束线引起的色差模糊为主要贡献项,次级粒子和客体纵向长度引起的模糊可以忽略。 展开更多

关键词 无损探测技术 电子照相 成像模糊

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高能电子成像研究进展 被引量：7

2

作者 赵全堂 张子民 +4 位作者 曹树春 程锐 申晓康 杜应超 赵永涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1651-1655,共5页

本文通过蒙特卡罗程序EGS模拟研究了电子束与靶的相互作用,对成像束流光学进行了设计,并对束流匹配对空间分辨的影响、超快分束技术和产生横向均匀束技术等进行了模拟研究。实验验证了高能电子成像能达到μm量级的空间分辨,并可实现厚... 本文通过蒙特卡罗程序EGS模拟研究了电子束与靶的相互作用,对成像束流光学进行了设计,并对束流匹配对空间分辨的影响、超快分束技术和产生横向均匀束技术等进行了模拟研究。实验验证了高能电子成像能达到μm量级的空间分辨,并可实现厚度、密度分辨及明-暗场成像等特点。同时给出了后续实验及研究计划,希望进一步提高高能电子成像性能并拓宽其应用领域。 展开更多

关键词 高能电子成像 成像实验研究 成像模拟研究 束流调控

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基于代数重建算法的高能电子三维成像研究 被引量：3

3

作者 李双双 赵全堂 +3 位作者 曹树春 宗阳 张子民 赵书俊 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期73-79,共7页

本工作将代数重建算法应用于新兴发展的高能电子成像技术开展三维成像研究,实现对样品靶物质内部结构信息的精确诊断。通过蒙特卡罗程序及粒子追踪程序模拟高能电子成像过程,包括电子束与靶物质相互作用过程,获得样品靶物质成像角度下... 本工作将代数重建算法应用于新兴发展的高能电子成像技术开展三维成像研究,实现对样品靶物质内部结构信息的精确诊断。通过蒙特卡罗程序及粒子追踪程序模拟高能电子成像过程,包括电子束与靶物质相互作用过程,获得样品靶物质成像角度下的高能电子二维成像结果。利用代数迭代重建ART(Algebraic Reconstruction Technique)算法和滤波反投影算法分别进行了高能电子三维成像仿真测试,重建出靶物质的三维图像,并将两种算法重建的断层图像用图像评价指标进行了定量对比分析。结果表明:在投影角度数为180个的条件下,ART的重建结果更接近靶物质原图,能有效抑制伪影,图像保真度较高。为进一步验证模拟结果,展开了实际实验,得到的结论与模拟结果相同。本研究结果为后续高能电子三维成像重建算法的优化提供了依据。 展开更多

关键词 高能电子成像 三维重建 代数重建算法 高能电子三维成像

原文传递

基于HIAF装置的高能量密度物理研究 被引量：3

4

作者 赵永涛 张子民 +48 位作者 程锐 HOFFMANN Dieter 马步博 王友年 王瑜玉 王兴 邓志刚 任洁茹 刘巍 齐伟 齐新 苏有武 杜应超 李福利 李锦钰 杨杰 杨建成 杨磊 肖国青 吴栋 何斌 宋远红 张小安 张世政 张琳 张雅 张艳宁 陈本正 陈燕红 周征 周贤明 周维民 赵红卫 赵全堂 赵宗清 赵晓莹 胡章虎 弯峰 栗建兴 徐忠锋 高飞 唐传祥 黄文会 曹树春 曹磊峰 盛丽娜 康炜 雷瑜 詹文龙 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2020年第11期31-53,共23页

高能量密度物理的研究对象是能量密度超过1011J/m3或压强超过100 GPa极端状态的物质,这种物质广泛存在于恒星和大质量行星内部,同时也短暂存在于核弹爆炸和惯性约束聚变等高功率加载过程中.高能量密度物理研究是科技强国在国防安全、天... 高能量密度物理的研究对象是能量密度超过1011J/m3或压强超过100 GPa极端状态的物质,这种物质广泛存在于恒星和大质量行星内部,同时也短暂存在于核弹爆炸和惯性约束聚变等高功率加载过程中.高能量密度物理研究是科技强国在国防安全、天体物理及聚变科学技术等重大领域竞相追逐的前沿热点,也是国内外大型高功率激光装置、Z箍缩装置以及重离子加速装置的重要科学目标.本文将主要介绍基于强流重离子加速器装置(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)的高能量密度物理研究.HIAF装置将可以提供极高功率的强流重离子束,单脉冲能量和功率将分别达到100 kJ和TW量级.如此高功率的离子束直接加热金、铅等固体材料,可以产生密度接近原固体密度、温度约10 eV、空间尺度mm–cm量级的状态均匀的高能量密度物质(能量密度达到1013J/m^(3)量级),为实验室研究高能量密度物质的产生、物态性质及其演化规律提供先进的研究平台.基于HIAF的高能量密度物理研究主要包括:(1)强流离子束驱动高能量密度物质的产生及其发展规律;(2)离子束在稠密物质或等离子体中的能量沉积与输运性质;(3)离子束驱动高能量密度物质关键诊断技术.本文还将重点介绍上述三个关键科学技术问题的研究现状和进展. 展开更多

关键词 高能量密度物理 强流重离子加速器装置 离子束与等离子体相互作用 尾场调制 高能电子成像

原文传递

高能电子三维成像技术实验研究

5

作者 李双双 赵全堂 +4 位作者 曹树春 冉朝晖 申晓康 赵书俊 张子民 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期154-161,共8页

高能电子成像技术被首次提出作为温稠密物质和惯性约束聚变实验研究的高时空分辨诊断工具之一,现已通过前期实验证明其对中尺度科学诊断的可行性.为了进一步提高高能电子成像技术诊断样品的能力,来获取样品内部信息,将高能电子成像技术... 高能电子成像技术被首次提出作为温稠密物质和惯性约束聚变实验研究的高时空分辨诊断工具之一,现已通过前期实验证明其对中尺度科学诊断的可行性.为了进一步提高高能电子成像技术诊断样品的能力,来获取样品内部信息,将高能电子成像技术和三维重建算法结合,提出了高能电子三维成像技术.本文主要通过实验研究了高能电子三维成像技术的可行性.不同三维重建算法重建样品的结果首次证实了高能电子三维成像技术的可行性,使用的三维重建算法包括滤波反投影算法、迭代算法-代数重建技术和联立代数重建技术,最终重建的x,y,z方向上的不同重建切片图像清楚地显示了样品的详细结构.实验证实的高能电子三维成像技术将有利于拓展高能电子成像技术的应用领域,尤其是在中尺度科学领域. 展开更多

关键词 高能电子成像 三维重建算法 高能电子三维成像 中尺度科学

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兰州高能电子成像实验研究平台进展

6

作者 曹树春 李中平 +8 位作者 冉朝晖 周有为 申晓康 宗阳 肖荣庆 赵全堂 夏乾旭 李佳 张子民 《真空电子技术》 2021年第1期14-20,共7页

兰州高能电子成像实验研究平台是中国科学院近代物理研究所建造的唯一专用于高能电子成像及相关领域的实验研究平台,目前已完成第一阶段基于热阴极微波电子枪电子直线加速器的研制,电子束能量50 MeV,最大宏脉冲束流300 mA,达到了设计指... 兰州高能电子成像实验研究平台是中国科学院近代物理研究所建造的唯一专用于高能电子成像及相关领域的实验研究平台,目前已完成第一阶段基于热阴极微波电子枪电子直线加速器的研制,电子束能量50 MeV,最大宏脉冲束流300 mA,达到了设计指标并通过技术测试。开展了高能电子成像实验,空间分辨4μm,获得了预期结果。 展开更多

关键词 高能电子成像 电子直线加速器 高能量密度物质诊断 成像实验研究

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高能电子成像暗场成像技术特性研究及改进方案 被引量：1

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作者 肖家浩 曹树春 +7 位作者 张子民 李中平 申晓康 赵全堂 程锐 刘铭 赵永涛 袁平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期105-111,共7页

基于EGS5与PARMELA模拟软件组成的高能电子成像系统,对暗场成像的模拟研究发现,通过调节光阑位置实现的暗场成像结果存在失真现象。针对该失真现象提出的改进方案,消除了暗场成像结果的失真。通过对40 MeV电子透射7~224μm的铝样品开展... 基于EGS5与PARMELA模拟软件组成的高能电子成像系统,对暗场成像的模拟研究发现,通过调节光阑位置实现的暗场成像结果存在失真现象。针对该失真现象提出的改进方案,消除了暗场成像结果的失真。通过对40 MeV电子透射7~224μm的铝样品开展的成像模拟结果表明:40 MeV高能电子暗场成像技术在铝样品厚度小于25μm情况下具有明显的面密度分辨优势,且空间分辨率达到μm量级,非常适用于高能量密度物质诊断。 展开更多

关键词 高能量密度物理 高能电子成像 暗场成像 空间分辨能力 面密度分辨本领

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电子照相技术成像模拟研究 被引量：1

8

作者 贾清刚 杨波 +1 位作者 许海波 佘若谷 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期92-96,共5页

针对高能电子照相的关键物理过程开展蒙特卡罗照相模拟研究,采用Geant4围绕2.5 GeV电子在四极透镜组内的输运、电子与物质相互作用衰减等照相基本过程展开研究。通过设计不同材料、不同厚度的含缺陷平板作为模拟照相客体,开展放大型电... 针对高能电子照相的关键物理过程开展蒙特卡罗照相模拟研究,采用Geant4围绕2.5 GeV电子在四极透镜组内的输运、电子与物质相互作用衰减等照相基本过程展开研究。通过设计不同材料、不同厚度的含缺陷平板作为模拟照相客体,开展放大型电子照相系统缺陷分辨能力模拟。此外,采用不同材料、不同厚度的台阶样品,模拟获得了电子束流穿过相应面密度材料后的线扩展函数,进一步评估电子照相对实心客体的探测分辨能力。 展开更多

关键词 高能电子照相 蒙特卡罗模拟 台阶样品 缺陷样品 线扩散函数

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高能电子成像实验平台束流发射度测试 被引量：1

9

作者 冉朝晖 李中平 +5 位作者 赵全堂 申晓康 周有为 宗阳 张子民 曹树春 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第2期318-323,共6页

针对兰州高能电子成像实验平台加速器,设计了基于多次改变聚焦强度法的实验来测量東流发射度。采用YAG屏及CCD相机来采集束斑图像,编制了一套完整的计算软件,具有测量方便,计算快速可靠等特点,该测量为后续的高能电子成像实验提供了相... 针对兰州高能电子成像实验平台加速器,设计了基于多次改变聚焦强度法的实验来测量東流发射度。采用YAG屏及CCD相机来采集束斑图像,编制了一套完整的计算软件,具有测量方便,计算快速可靠等特点,该测量为后续的高能电子成像实验提供了相关信息。测试结果表明,x方向发射度与理论计算设计接近,y方向发射度与理论计算偏差较大,有待进一步对加速器进行优化调试。 展开更多

关键词 高能电子成像 发射度测量 四极铁扫描方法 图像处理

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高能电子成像直线加速器控制系统设计

10

作者 周有为 曹树春 +4 位作者 赵全堂 申晓康 宗阳 冉朝晖 张子民 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第3期474-478,共5页

针对近代物理研究所高能电子成像实验和电子直线加速器稳定运行的要求,基于实验物理与工业控制系统(EPICS)设计了一套直线加速器控制系统。首先介绍了控制系统的总体设计,然后较为全面地介绍了各子系统的硬件结构和软件开发,最后介绍了... 针对近代物理研究所高能电子成像实验和电子直线加速器稳定运行的要求,基于实验物理与工业控制系统(EPICS)设计了一套直线加速器控制系统。首先介绍了控制系统的总体设计,然后较为全面地介绍了各子系统的硬件结构和软件开发,最后介绍了系统远程界面和测试结果。控制系统已经投入运行一年,运行过程中性能可靠稳定,满足电子直线加速器的控制要求。 展开更多

关键词 控制系统 高能电子成像 电子直线加速器 实验物理与工业控制系统

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双自由度诊断高能电子透镜成像技术

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作者 肖家浩 杜应超 +2 位作者 李豪卿 赵永涛 盛亮 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期110-117,共8页

电磁场及流体演化过程信息的获取在高能量密度物理、可控核聚变及实验天体物理的研究中起着重要的作用,然而在实验过程中,电磁场信息及流体信息的同步获取是非常困难的。基于高能电子透镜成像技术,利用面密度差分的方法,提出了一种可以... 电磁场及流体演化过程信息的获取在高能量密度物理、可控核聚变及实验天体物理的研究中起着重要的作用,然而在实验过程中,电磁场信息及流体信息的同步获取是非常困难的。基于高能电子透镜成像技术,利用面密度差分的方法,提出了一种可以实现面密度和场积分强度同时获取的双自由度诊断设计方案。结合了蒙特卡罗模拟和束流光学分析,该方案在相对较强的电磁场情况下的适用性得到了验证。此外,我们可以通过改变Fourier面处光阑的形状将其适用区间扩展到低电磁场强度相空间。结合高能电子束相对论速度及超短脉冲的特点,该技术非常适用于磁流体超快演化过程的诊断。 展开更多

关键词 高能电子透镜成像 场积分强度测量 面密度诊断 双自由度诊断 超快成像技术

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强流重离子束驱动的高能量密度物理研究进展 被引量：1

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作者 任洁茹 王佳乐 +12 位作者 陈本正 徐皓 张艳宁 魏文青 徐星 马步博 胡忠敏 尹帅 冯建华 宋莎莎 张世政 Hoffmann Dieter 赵永涛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期97-107,共11页

强流高能离子束可以准等容加热任何高密度样品,制备出尺度大、状态均匀、内部无冲击波的高能量密度物质,为实验室研究高能量密度物理提供了一种独特的新手段。介绍了国内外典型的强流重离子加速器装置及其与高能量密度物理相关的关键参... 强流高能离子束可以准等容加热任何高密度样品,制备出尺度大、状态均匀、内部无冲击波的高能量密度物质,为实验室研究高能量密度物理提供了一种独特的新手段。介绍了国内外典型的强流重离子加速器装置及其与高能量密度物理相关的关键参数设计和研究规划;展示了基于粒子和流体模拟的离子束驱动高能量密度物质产生和状态演化规律进展;介绍了一套兼具高时空分辨和高穿透力的高能电子成像诊断技术;分析了中低能区离子束与等离子体相互作用过程中的碰撞和电荷交换微观机制,以及激光加速超短超强离子束在等离子体中的非线性输运和欧姆能损机制。 展开更多

关键词 强流离子加速器 温稠密物质 高能电子成像诊断 能量沉积和输运 非线性效应

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