多功能脉冲辐射模拟装置研制成功

日前，西安交通大学电磁环境与电磁安全研究中心谢彦召教授课题组成功研制出多功能脉冲辐射模拟装置，该设备具有能产生脉冲X射线、脉冲电子束和电磁脉冲三种功能，可产生能量峰值约200keV、脉冲宽度30ns的脉冲X射线，束流强度大于80kA、能量600J的脉冲电子束，以及前沿约2ns的高空电磁脉冲。该装置体积小、效率高，工作时可以在三种状态中进行切换，在系统电磁脉冲、高空电磁脉冲、抗核加固、生物医学和杀毒灭菌等领域具有广泛的应用价值。

在多功能脉冲辐射模拟装置研制中，项目组通过物理分析和理论仿真，反复比对优化技术路线，多次组织用户单位和专家讨论，在此基础上制定了物理设计总体方案，研制过程中克服解决了紧凑型Marx发生器高可靠设计、光子束和电子束测量、辐射状态切换、短间隙二极管短路、大电流电极烧蚀严重等问题，应用了可在线调节的水开关、二极管结构、系统运行参数测试和三种状态下效应参数的综合测试系统等关键技术，装置具有多状态辐射参数、一体化设计占地面积小、整体易维护、故障率低等优点。

图1多功能脉冲辐射模拟装置

系统研制过程中，谢彦召老师多次组织反复研讨确定技术方案，区分仿真计算、系统方案设计、工程设计、安装调试、数据测量与分析等内容，周金山、李梅、张宏、相辉和周熠等老师分别负责有关工作，研究生吕泽琦、李震、苟明岳、陈晓宇等具体承担大量科研任务，能力得到了全方位锻炼，既发表了高水平学术论文，又提高了分析和解决实际工程问题的能力以及掌握了设备安装和结构设计的技巧，如密封设备的安装方式、密封性能的检查、安装结构的优化设计、不同结构的安装方法等。

为保障多功能脉冲辐射装置的顺利研制和运行，项目组高度重视辐射安全和防护，聘请西安志诚辐射环境检测有限公司专业承担环评相关的设计、测试和文档工作。李梅老师、相辉老师、周熠老师、吕泽琦博士生通过了辐射安全与防护考核，取得资质证书。课题组为所有工作人员配备了铅防护服和个人剂量片，强化了实验室的屏蔽措施，配套安装了实验室24小时监控系统、与设备连锁的急停开关、屏蔽门、声光预备灯和报警灯、辐射指示标志等，制定并张贴了防辐射安全措施、实验室应急预案、实验室安全管理条例等内容。

实验室积极与学校实验室管理处和陕西省、西安市生态环境局沟通，准备了大量齐全的申报材料，逐级通过了多次审核和检查。最新颁发的西安交通大学辐射安全许可证上，学校资质升级为可生产、销售、使用II类射线装置。

图2 实验室屏蔽大门和辐射警示标识

该装置研制成功，为进一步在辐射效应和辐射安全方面开展相关工作奠定了基础。目前，根据签署的协议已交付该装置给用户单位投入使用，同时课题组又自行研发一套用于科研试验。课题组在重频脉冲辐射系统及其应用等方面的工作也在不断深化。欢迎有关领域的科研工作者和研究生利用该平台共同开展研究工作。