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2022年电磁所科学研究工作取得丰硕成果

发表时间:2022-12-30 作者:李冬 浏览次数:

☆材料电子束辐照改性研究取得进展

黄江研究员在有机硅橡胶复合绝缘子辐照改性及应用方面,探索了电子束对硅橡胶的分子结构作用机理,研发了电子束辐照提升硅橡胶机械与老化性能辐照工艺,开展了硅橡胶5000小时加速器老化试验,预期寿命最高可提升35%,实现了整支绝缘子的挂网应用。在电池电解质材料电子束辐照改性方面,研究了固态锂金属电池电子束原位辐射聚合机理,有望实现聚合物基固态电池的规模化制备;研究了水凝胶电解质电子束辐照交联机理,证明了电子束辐照制备水凝胶电解质的普适性。

                                             

有机硅橡胶复合绝缘子辐照改性及应用

赵龙教授在强磁场应用关联的工程纤维耐辐射稳定性与界面剪切强度研究方面,发现PBO和凯夫拉纤维的耐辐射剂量限值分别为20MGy和2000kGy,且其辐解位点与杂原子N有关,为后续辐射接枝或改性研究提供了基础。

在低能加速器在环境应用领域,开展了低能电子加速器在非均相辐照降解染料,抗生素,环境激素等环境污染物质的辐射降解及其机理研究,相对于传统的均相辐照,发现结合催化剂的非均相辐照能大幅提高上述物质的降解效率。

 

☆大功率射频负离子源体引出负离子成功

2022年应用电磁工程研究所陈德智教授团队继续开展HUST射频负离子源的调试和优化工作。主要取得的成果有:1.射频激励器及阻抗匹配的优化。射频传输效率(等离子体吸收功率:射频传输功率)是目前国际上限制NBI离子源高功率稳定运行的关键。团队通过自研的自动阻抗匹配系统,大幅降低了射频反射功率占比,优化了射频激励器的运行工况,为大功率高密度等离子体的稳定持续激发提供重要支撑;在此基础上,团队通过等离子体仿真计算、激励器结构优化及电参数测量方法改进等手段,实现了HUST射频负离子源激励器在8.4kW时射频传输效率达到76%,较之国外同类型装置在该条件下的效率提升约27%。2.在大功率等离子体的基础上,团队继续开展了负离子束引出实验(无铯条件),通过过滤磁场、偏置电压、束流光学等参数的综合调试,实现了在20kW射频功率条件下,引出束流能量12keV,束流脉冲时长8s,引出电子离子比约为50,引出负离子密度为1.91mA/cm2,该密度值达到了国际同类型装置的先进水平。该实验也为团队下一步注铯负离子束的引出奠定了基础。

引出参数与偏置电流的关系


☆推进超快电子国际联合实验室的顺利建设

在科技部高端外专项目的支持下,电磁所深入开展加速器领域的国际合作与交流。樊宽军课题组分别与俄罗斯布德克核物理研究所(BINP)的Vinokurov院士,Meshkov教授,日本大阪大学杨金峰教授及团队开展了深入合作。同时还邀请日本、德国专家进行专题讨论与讲座。通过联合申请项目、在线授课、专题讲座、合作讨论、研究生培养等多种形式开展了密切合作。合作内容包括超快电子衍射平台建设、w波段直线加速结构研究、超导RF电子枪的研制等等。一系列的讲座拓展学生的知识面,加深了同学们对加速器的认识,了解了国际研究前沿动态。