1 中国工程物理研究院 科技信息中心,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院,四川 绵阳 621900
通过分析空间电子与极间电磁场之间的能量交换关系,以及磁绝缘传输线(MITL)横截面上的电磁场总能量变化,给出了量化无损磁绝缘形成过程始末时刻线电压和线电流关系的电磁模型。将模型应用于Z加速器的MITL-A发现:磁绝缘形成过程将导致线电流增加和线电压降低;如果初始时刻的线电流无限大,则终止时刻的线电压和线电流与初始时刻相同;当终止时刻的空间电子电流在线电流中的比例小于10%,则MITL-A终止时刻的线电压和线电流较初始时刻的变化在5%以内。这些现象与定性分析结果一致。
磁绝缘形成过程 电磁场能量 空间电子动能 磁绝缘传输线 magnetical insulation formation electromagnetic field energy space-electron kinetic energy magnetically insulated transimision line
1 中国工程物理研究院,科技信息中心,四川,绵阳,621900
2 中国工程物理研究院,四川,绵阳,621900
3 中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
从层流模型出发,根据线电压和线电流,给出了磁绝缘稳态时传输线极间的电磁场分布的解析表达式.在此基础上,计算了考虑空间电子效应后处于磁绝缘稳态的传输线等效分布电感和电容,以改进磁绝缘稳态的电路单元模型.利用该方法,模拟计算了Z加速器的MITL-A在磁绝缘稳态时的等效分布电感和电容.结果表明,等效分布电容随空间电子效应的增强而变大,而等效分布电感随空间电子效应的增强而变小;且线电压越低,等效分布电感和电容随空间电子效应的增强变化越快.
磁绝缘稳态 层流模型 空间电子效应 分布电参数 电路编码 磁绝缘传输线
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
报道了4 MV激光触发多级多通道开关的结构设计和初步的实验结果及分析.该开关采用轴向聚焦触发方式,设计为匀场结构,采用场调整环与匀压环调整开关间隙电场分布,电极-绝缘子序列采用堆栈结构替代榫接结构,独立定位、紧固.实验结果表明:4 MV激光触发多级多通道开关的自击穿电压偏差小于5%,自击穿电压与工作气压呈良好的线性关系;触发延迟时间约25 ns,极差小于±2.5 ns,抖动1.5 ns;等工作电压-气压比条件下,随着气压和工作电压的上升触发延迟时间及其抖动趋向下降.
激光触发 多级多通道开关 触发延迟 抖动 自击穿电压 强激光与粒子束
2007, 19(11): 1923
1 中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
2 中国工程物理研究院,四川,绵阳,621900
介绍了一种基于电感储能和电爆炸丝断路开关的多脉冲发生器.该发生器是由作为初级能源的脉冲电容器组、储能电感和多级串联的不同长度、不同截面积的电爆炸丝断路开关组成.实验中在约10 Ω电阻负载上获得了2个大于250 kV和3个大于200 kV的脉冲输出.脉冲数由串联丝阵级数决定,脉冲幅度和脉冲间隔可通过爆炸丝参数、电容器充电电压调节.
电感储能 电爆炸丝断路开关 串联丝阵 多脉冲发生器 脉冲电压
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基于激光等离子体和过电压波击穿原理研制了应用于高功率"Z-pinch"装置的22级5 MV激光触发多级多通道开关,采用钳位环技术解决了狭小空间的匀场问题,过压自击穿间隙场分布不均匀度约为0.080,激光触发间隙场分布不均匀度约为0.056,由绝缘部件沿面电场强度决定的系统安全系数约为0.8.根据J.C.Martin公式和静电场分析计算结果,解决了高功率"Z-pinch"装置主开关及开关区的工程设计问题.
激光触发多级多通道开关 开关区 钳位环 绝缘 电场分布
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
介绍了为抑制"神龙一号"加速器束流束心螺旋运动而开展的强流电子束束心轨迹的调谐技术研究和实验结果.通过束质心轨迹校正调谐,使"神龙一号"输出束流脉冲50ns平顶部分螺旋模的振幅由大于4mm减小到小于1mm.同时介绍了调谐原理和方法,相关的数值模拟结果与实验结果的比较以及正在进行中的计算机智能调谐研究.
强流电子束 束螺旋模 束质心轨迹 直线感应加速器 调谐 High current electron beam Corkscrew Beam centroid trajectory LIA Tuning 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1888
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用于直线感应加速器的3.5MeV注入器脉冲功率系统采用了感应叠加原理.整个系统包含了脉冲形成系统、触发系统以及感应腔负载.脉冲形成系统主要由Marx发生器和Blumlein脉冲形成线组成,产生12个脉宽约90 ns,幅度约200kV的高压脉冲,通过12个感应腔和变阻抗阴阳极杆,在阴阳极间隙处产生3.5 MV的二极管电压,由天鹅绒阴极发射强流电子束.触发系统主要由两级触发开关构成,严格控制12个高压脉冲的输出时间,时间分散性统计值小于1 ns(动作时间抖动).采用该脉冲功率系统注入器能产生能量约3.5 MeV,电流2～3 kA的强流电子束.
直线感应加速器 脉冲功率系统 注入器 感应腔 强流电子束 LIA Pulsed power system Injector Induction cell Intense electron beam
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
通过分析比较国外Z-pinch装置轴向绝缘堆的设计,对轴向绝缘堆设计中的关键问题进行了归纳与总结.在总体描述绝缘堆研制方法和思路的基础上,详细论述了静电场数值模拟、电感参数计算和电路模拟、闪络概率计算、结构稳定性力学分析以及材料选择等绝缘堆研制中的几个关键问题,并对闪络概率分析方法的完善和拓展应用进行了讨论.
Z-pinch装置 轴向绝缘堆 研制方法 关键问题 闪络概率分析 Z-pinch device Vacuum insulator stack（VIS） Development method Key points Flashover probability analysis
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
研究了激光触发多级多通道开关的触发延迟时间及其抖动与激光脉冲能量等实验参量的依赖关系,建立了零维数值模拟模型对实验现象进行了理论解释.实验结果表明:触发延迟时间及其抖动随激光脉冲能量、工作电压、气压上升呈下降趋势;随SF6-N2混合气中SF6体积百分含量上升呈上升趋势.欠压比大于等于90%时200kV原理型激光触发多级多通道开关触发延迟时间抖动小于1ns.
激光触发 多级开关 触发延迟 抖动 数值模拟 Laser-triggered Multi-stage switch Delay Jitter Numerical simulation
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
对基于J.C.Martin经验公式的多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析方法进行了分析与总结.在对比各种类似分析方法优劣的基础上,提出了一种较为成熟的针对多层长渡越时间轴向绝缘堆的闪络概率分析方法,为类似绝缘堆结构的设计提供了理论依据.同时,对其中的不确定因素和存在的问题也进行了较为详细的分析和讨论,为闪络概率分析方法的进一步完善奠定了基础.
Martin经验公式 轴向绝缘堆 闪络概率 渡越时间 Martin formula Vacuum insulator stack Flashover probability Transit time
