中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
神龙二号加速器是一台以MHz猝发率猝发工作的三脉冲直线感应电子加速器。该加速器输出的三脉冲电子束, 相邻两脉冲间最小时间间隔300 ns, 而且可调, 每个脉冲电子束的电子能量18~20 MeV、束流强度大于等于2 kA。当电子束与轫致辐射转换靶相互作用时, 可产生三个强X光脉冲, X光斑点尺寸小于等于2 mm(FWHM), 距靶1 m处照射量大于等于7.74×10-2 C/kg (300 R)。该加速器涉及的主要关键技术包括三脉冲功率源设计、三脉冲强流高品质电子束源的产生、加速场建造、束流传输线设计、轫致辐射转换靶设计、测量与诊断技术等。
直线感应加速器 三脉冲 猝发 脉冲功率 束流 linear induction accelerator three pulses burst pulse power beams 强激光与粒子束
2016, 28(1): 010201
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
采用基于并联Blumlein脉冲形成线的MHz重复频率脉冲功率技术和基于激光触发气体开关的多级触发系统，设计了脉冲功率系统模块，该模块具备6路输出能力，每路均可以MHz重复频率猝发方式输出三脉冲，幅度可达300 kV。对模块中的Blumlein装置、脉冲汇流、隔离网络、触发系统等部件参数进行了设计。以多脉冲直线感应加速器感应腔作为负载，对该模块的性能进行了分析，结果表明：模块中每个脉冲的输出时间抖动小于2.3 ns（标准差），脉冲间最小时间间隔大于500 ns时可在负载上获得高品质波形。
脉冲功率 重复频率 多脉冲 直线感应加速器 pulsed power repetition rate multi-pulse linear induction accelerator
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
采用串联单传输线、并联Blumlein脉冲形成线和高重复频率固体开关等技术路线开展了MHz重复频率脉冲功率技术研究。利用串联单传输线获得了幅度约200 kV,时间间隔约500 ns的双脉冲。利用并联使用的Blumlein系统和特殊设计的汇流/隔离网络获得了幅度约275 kV,时间间隔约500 ns的三脉冲。利用并联MOSFET和感应叠加原理研制了6 kV/2.5 MHz固体调制器。结果表明:3种方式均可以猝发MHz的方式输出高品质的高压脉冲串,可根据实际的需求选择合适技术路线。
脉冲功率 高压硅堆 脉冲形成线 高重复频率 pulsed power power silicon diode stack pulse forming line MOSFET MOSFET high repetition rate
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
以陶瓷聚合物复合介质作为储能介质,砷化镓光导半导体开关作为开关,设计了带状Blumlein线并对其进行了实验研究.实验结果表明,复合介质Blumlein介电常数高达80～250,在21 Ω的匹配负载上获得电压幅值为2 kV,前沿小于5 ns,半高宽约34 ns,波动约±1%的平顶宽为22 ns的电压脉冲,能满足脉冲功率系统小型化的应用要求.
固态Blumlein线 复合介质 光导半导体开关 脉冲功率源
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
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
1 清华大学 工程物理系,北京,100084
2 中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳,621900
介绍了 "神龙一号"直线感应加速器物理设计的主要考虑."神龙一号"加速器是一台电子直线感应加速器,由3.6MeV感应迭加型注入器、72个感应加速腔、脉冲功率系统、束流输运和聚焦系统、控制系统和真空、绝缘油、绝缘气体以及去离子水系统组成.能产生20MeV、束流大于2.5kA,脉冲宽度为60ns的强流脉冲电子束,X光焦斑均方根直径为1.5mm.
直线感应加速器 脉冲功率 束流输运和聚焦 物理设计 Linear induction accelerator Pulsed power Beam transport Physical design
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,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
3 中国工程物理研究院,材料与工艺研究所,四川,绵阳,621700
针对更高能量注入器的技术要求,在现有的2MeV注入器阴阳极头部 分别设计出了尼龙材料的分层径向匀场环绝缘支撑结构.实验结果显示,在保证可靠绝缘的 基础上,改善了阴阳极间的机械对中性能,提高了束、场、机械三轴的同一性,为2MeV注入器实验平台各项技术指标的提高奠定了基础.
注入器 对中性 匀场环 绝缘支撑 injector quality of coaxiality graded ring insulation support
