不同能量光子辐照电缆响应规律研究
2011-09-18李进玺程引会李宝忠
李进玺,程引会,李宝忠,吴 伟,马 良,朱 梦,周 辉
(西北核技术研究所,陕西 西安 710024)
脉冲X射线引起的电子系统效应主要包括系统电磁脉冲(System Generated Electromagnetic Pulse,SGEMP)、内电磁脉冲(Internal EMP,IEMP)和电子系统瞬态辐照效应(Transient Radiation Effect in Electronics,TREE)。与电子系统相连接的线缆瞬态辐照响应是SGEMP效应研究的内容之一,电子系统中常见的线缆主要有:屏蔽电缆、导线和线路板布线等。该瞬态辐照响应轻则干扰、重则损伤与线缆相连的电子系统。本工作在文献[1-2]的基础上,采用时域传输线(TL)方法,对不同能量光子辐照同轴屏蔽电缆的瞬态响应规律进行研究。由电子打靶而产生的脉冲X射线环境中,不可避免地含有一定比例的电子成分。为了更好地分析实验结果、合理有效地利用辐射模拟装置开展SGEMP效应研究,对单能电子经不同靶材料发生韧致辐射后在电缆上的瞬态辐照响应也进行研究。
1 计算模型及方法
图1为同轴电缆模型示意图。同轴电缆受到脉冲X射线辐照时,护套、屏蔽层、芯线以及介质层有一部分正、负电荷沉积,还有一部分电子逃逸到电缆外部空间中。一般情况下,金属的光电产额较介质的大,介质内的沉积电荷为负,导体内的沉积电荷为正。由于介质层负电荷的作用,芯线正电荷中仅有一部分用来产生瞬态电流,而另一部分用来产生静电场,逃逸到电缆外部空间中的电子对瞬态电流和静电场则均无贡献。因此,在电缆介质层内电荷分布沿圆周方向对称的假设条件下,如果已知芯线正电荷和介质层负电荷的径向分布,即可利用高斯定理计算得到介质层内的电场分布,通过对电场分布进行积分可得到电缆芯线和屏蔽层间的电势差。……
