● 摘要
自上个世纪70年代末J. Christiansen等人第一次公开发表了赝火花脉冲放电的实验结果以来，由于赝火花放电明显有别于其他放电形式的特点及优点，如较快的电流上升率、具有一定脉宽的大电流导通以及可以作为高功率脉冲出电子束和离子束源等，逐渐引起了国内外众多科学家的关注，并已得到了广泛应用。本文首先对赝火花放电的物理机制和特点进行了研究，然后对赝火花放电产生的脉冲电子束的主要参数进行了测量。通过对国内外相关实验结果的广泛收集研究基本实验室长期的实验数据积累，我们对赝火花放电的物理机制提出了自己的见解。赝火花放电室的导通是“电场递增，逐级击穿”的物理过程。在国外最早提出的理论为：“等离子泡”模型，他过分地强调空心阴极的作用，难以解释高功率离子束的产生过程。最近国外使用高速摄影仪和光谱仪对赝火花放电的观察结果，很好的证实了在大电流导通阶段，阴极极板爆炸发射产生等离子体支持大电流的传输。实验中，针对辐照实验所需的重要脉冲特征参数，利用自行设计加工的法拉第筒、透射电离室，以及罗哥夫斯基线圈、变色片、磁铁等材料或仪器，对诸如电子束的束流密度、电子能量和分布等脉冲电子束的重要参数进行了测量分析，并就不同外界环境对束流参数的影响进行了分析。本文着重研究了脉冲电子束能量的测量，结合理论计算得到的电子束穿过不同厚度薄膜的透过率模拟曲线，使用法拉第筒和罗哥夫斯基线圈，采用三种不同材料（Al膜、Mylar膜、Kapton膜），测量脉冲电子束穿过不同厚度薄膜（2.5微米、5.0微米、7.5微米等）前后的电压信号比值，得到透过率实验曲线，与用CASINO软件蒙特卡罗方法获得的理论曲线对比，得到了放电室加载不同电压下的电子束能量值。将使用该方法得到的电子束能量与放电时的电压对比，结果还表明，脉冲电子束能量值以放电后电压计读值计算更为合理。本文最后用脉冲电子束轰击自行研制的PVDF双路差分冲击应力探头，成功地对脉冲电子束冲击产生的热激波进行了动态探测。