密封中子管陶瓷管殼耐高壓電擊穿特性的實驗研究
發(fā)布時間：2020-12-17 22:58
密封中子管是一種相對便攜的小型加速器中子源,具有中子產(chǎn)額高,能譜單色性好,無伽馬本底等優(yōu)良特性。密封中子管工作時,在離子源處施加2kV高壓,在靶極處施加-100kV以上高壓,由吸氫熱子燈絲提供管內(nèi)氘氚混合氣體,氣壓在10-310-1Pa范圍內(nèi)。中子管內(nèi)巨大的電壓差及氣體環(huán)境導(dǎo)致中子管管殼處極易發(fā)生沿面閃絡(luò)現(xiàn)象,而沿面閃絡(luò)現(xiàn)象一旦發(fā)生會嚴(yán)重影響中子管的穩(wěn)定性及使用壽命。因此對密封中子管陶瓷管殼耐高壓電擊穿特性的研究對中子管的設(shè)計使用有十分重要的意義。本文通過使用一套高壓實驗裝置,由吸氫熱子燈絲提供氘氣壓力,使用直流高壓發(fā)生器與脈沖高壓發(fā)生器,配合自主設(shè)計的陡化氣隙開關(guān)裝置,實現(xiàn)了對95%氧化鋁陶瓷管殼樣品直流高壓與脈沖高壓的加載與氘氣壓力的提供。同時,為了更好地模擬中子管的實際工作條件,使用高壓測試裝置的吸氫熱子燈絲氣路部分進(jìn)了對吸氫熱子燈絲性能的一系列實驗。對吸氫熱子燈絲的實驗表明:吸氫熱子燈絲電流在250毫安以下時,釋出氣體量很小,當(dāng)燈絲電流大于250毫安時,吸氫熱子燈絲開始劇烈放氣;對于氣壓為幾Pa的氣體,吸氫熱子燈...
【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：51 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
密封中子管的結(jié)構(gòu)
圖 1.2 潘寧離子源的結(jié)構(gòu)Fig. 1.2 Structure of Penning ion source極與離子源輸出電極共同構(gòu)成了一套加速電極設(shè)計需嚴(yán)格滿足耐壓要求。出陰極孔徑大小、加速間距、加速電確定，加速間距的確定則需要根據(jù)真 量級條件下，d＞5mm 時，直流擊穿通常為 0.4~0.7）：VDC=46d0.4則擊穿電壓越高，一般設(shè)計為喇叭形除氣要求，又能適應(yīng) 800℃的高溫釬用靶和自成靶。商用靶在使用前事先制，使用壽命結(jié)束后需更換靶材。而
分別放出 2.5MeV 與 14MeV 兩種能量的中子。密封中子管內(nèi)靶級高壓與離子源高壓的存在，很容易使管內(nèi)材料表面吸附二次電子的轟擊作用下發(fā)生脫附，大大提高了沿面閃絡(luò)現(xiàn)象發(fā)生的可能性面閃絡(luò)現(xiàn)象與研究現(xiàn)狀面閃絡(luò)現(xiàn)象一種發(fā)生在電極、固體絕緣子與絕緣子表面氣體三相交界處的子表面放電擊穿的現(xiàn)象[4]。經(jīng)過多年的探索和研究，人們對于沿面閃絡(luò)現(xiàn)定的認(rèn)識[5]。通常認(rèn)為閃絡(luò)發(fā)生的過程主要分為三個階段：起始階段，即電子的階段；發(fā)展階段，即電子倍增階段；擊穿階段，即絕緣子被閃絡(luò)擊穿界對起始階段與擊穿階段的物理機制已經(jīng)基本達(dá)成共識，即閃絡(luò)通常起始緣子及絕緣子表面氣體三相交界處的場致電子及熱電子發(fā)射引起，結(jié)束于氣體（絕緣子表面吸附氣體脫附、環(huán)境氣體或絕緣子本身氣化層）電離形]。但第二階段即電子倍增階段的發(fā)生機理尚不明確。對于沿面閃絡(luò)的物理種模型，目前在學(xué)界占有主流位置的沿面閃絡(luò)物理機制模型主要有兩個：雪崩（Secondary Electron Emission Avalanche，SEEA）模型[7]；及電子觸（Electron Triggered Polarity Relaxation，ETPR）模型[8]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣體開關(guān)前沿陡化的實驗研究[J]. 彭建昌,曾搏,孫旭,佘希園,王穎. 強激光與粒子束. 2014(10)
[2]10kV配網(wǎng)電力工程的技術(shù)問題分析與解決[J]. 金美均. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2014(09)
[3]真空中固體電介質(zhì)沿面閃絡(luò)現(xiàn)象研究現(xiàn)狀[J]. 常亮,馬奎,王金忠. 寧夏電力. 2009(03)
[4]95%氧化鋁陶瓷性能檢測與評估[J]. 曾桂生. 真空電子技術(shù). 2003(04)
[5]自成靶陶瓷中子管及其應(yīng)用[J]. 魏寶杰,岳成波,李文生,盧洪波. 核技術(shù). 1993(12)
博士論文
[1]Ti-V-Fe系儲氫合金的微觀結(jié)構(gòu)及儲氫性能研究[D]. 杭州明.浙江大學(xué) 2010
[2]沖擊電壓下半導(dǎo)體材料表面閃絡(luò)現(xiàn)象與機理的研究[D]. 趙文彬.西安交通大學(xué) 2007
[3]高壓納秒脈沖下真空絕緣沿面閃絡(luò)特性研究[D]. 高巍.中國科學(xué)院研究生院（電工研究所） 2005
碩士論文
[1]高溫高產(chǎn)額可控脈沖中子發(fā)生器研究[D]. 楊林森.西安石油大學(xué) 2015
[2]高功率高重復(fù)頻率氣體開關(guān)研究[D]. 楊力云.電子科技大學(xué) 2013
[3]球隙火花開關(guān)的實驗研究[D]. 黃磊.華中科技大學(xué) 2007
[4]V-Ti-Cr BCC型和Ti-Fe AB型貯氫合金的吸放氫特性研究[D]. 嚴(yán)義剛.四川大學(xué) 2004
本文編號：2922850
【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：51 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
密封中子管的結(jié)構(gòu)
圖 1.2 潘寧離子源的結(jié)構(gòu)Fig. 1.2 Structure of Penning ion source極與離子源輸出電極共同構(gòu)成了一套加速電極設(shè)計需嚴(yán)格滿足耐壓要求。出陰極孔徑大小、加速間距、加速電確定，加速間距的確定則需要根據(jù)真 量級條件下，d＞5mm 時，直流擊穿通常為 0.4~0.7）：VDC=46d0.4則擊穿電壓越高，一般設(shè)計為喇叭形除氣要求，又能適應(yīng) 800℃的高溫釬用靶和自成靶。商用靶在使用前事先制，使用壽命結(jié)束后需更換靶材。而
分別放出 2.5MeV 與 14MeV 兩種能量的中子。密封中子管內(nèi)靶級高壓與離子源高壓的存在，很容易使管內(nèi)材料表面吸附二次電子的轟擊作用下發(fā)生脫附，大大提高了沿面閃絡(luò)現(xiàn)象發(fā)生的可能性面閃絡(luò)現(xiàn)象與研究現(xiàn)狀面閃絡(luò)現(xiàn)象一種發(fā)生在電極、固體絕緣子與絕緣子表面氣體三相交界處的子表面放電擊穿的現(xiàn)象[4]。經(jīng)過多年的探索和研究，人們對于沿面閃絡(luò)現(xiàn)定的認(rèn)識[5]。通常認(rèn)為閃絡(luò)發(fā)生的過程主要分為三個階段：起始階段，即電子的階段；發(fā)展階段，即電子倍增階段；擊穿階段，即絕緣子被閃絡(luò)擊穿界對起始階段與擊穿階段的物理機制已經(jīng)基本達(dá)成共識，即閃絡(luò)通常起始緣子及絕緣子表面氣體三相交界處的場致電子及熱電子發(fā)射引起，結(jié)束于氣體（絕緣子表面吸附氣體脫附、環(huán)境氣體或絕緣子本身氣化層）電離形]。但第二階段即電子倍增階段的發(fā)生機理尚不明確。對于沿面閃絡(luò)的物理種模型，目前在學(xué)界占有主流位置的沿面閃絡(luò)物理機制模型主要有兩個：雪崩（Secondary Electron Emission Avalanche，SEEA）模型[7]；及電子觸（Electron Triggered Polarity Relaxation，ETPR）模型[8]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氣體開關(guān)前沿陡化的實驗研究[J]. 彭建昌,曾搏,孫旭,佘希園,王穎. 強激光與粒子束. 2014(10)
[2]10kV配網(wǎng)電力工程的技術(shù)問題分析與解決[J]. 金美均. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2014(09)
[3]真空中固體電介質(zhì)沿面閃絡(luò)現(xiàn)象研究現(xiàn)狀[J]. 常亮,馬奎,王金忠. 寧夏電力. 2009(03)
[4]95%氧化鋁陶瓷性能檢測與評估[J]. 曾桂生. 真空電子技術(shù). 2003(04)
[5]自成靶陶瓷中子管及其應(yīng)用[J]. 魏寶杰,岳成波,李文生,盧洪波. 核技術(shù). 1993(12)
博士論文
[1]Ti-V-Fe系儲氫合金的微觀結(jié)構(gòu)及儲氫性能研究[D]. 杭州明.浙江大學(xué) 2010
[2]沖擊電壓下半導(dǎo)體材料表面閃絡(luò)現(xiàn)象與機理的研究[D]. 趙文彬.西安交通大學(xué) 2007
[3]高壓納秒脈沖下真空絕緣沿面閃絡(luò)特性研究[D]. 高巍.中國科學(xué)院研究生院（電工研究所） 2005
碩士論文
[1]高溫高產(chǎn)額可控脈沖中子發(fā)生器研究[D]. 楊林森.西安石油大學(xué) 2015
[2]高功率高重復(fù)頻率氣體開關(guān)研究[D]. 楊力云.電子科技大學(xué) 2013
[3]球隙火花開關(guān)的實驗研究[D]. 黃磊.華中科技大學(xué) 2007
[4]V-Ti-Cr BCC型和Ti-Fe AB型貯氫合金的吸放氫特性研究[D]. 嚴(yán)義剛.四川大學(xué) 2004
本文編號：2922850
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