作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
针对国内7~8 MA脉冲功率装置驱动条件,通过耦合等效电路模型和McBride等人发展的半解析模型,研究了MagLIF总体能量学过程及中子产额随关键参数的变化规律,获得了中子产额大于1010的参数设计区间。结果表明:7~8 MA驱动条件、套筒材料、负载高度、燃料半径与密度、预热能量、外加轴向磁场等多因素共同决定了燃料的最终压缩状态;预热能量越大,燃料初始升温以及滞止时刻升温越高,中子产额越高;轴向磁场增加,热传导能量损失减小,但燃料收缩比也会减小,因此存在优化轴向磁场以获得较高中子产额;杂质质量分数超过10%,中子产额开始显著下降。燃料密度0.7 mg/cm3、外加轴向磁场27 T、预热能量200 J、杂质质量分数小于50%的条件下,可以获得3.5×1010中子产额,从而有望在7~8 MA条件下建立MagLIF关键问题研究平台。
Z箍缩 磁化套筒惯性聚变 脉冲功率装置 中子产额 预加热 预磁化 Z-pinch magnetized liner inertial fusion pulse-power generator neutron yield preheating pre-magnetization 
强激光与粒子束
2023, 35(2): 022001
作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
基于脉冲功率技术的Z箍缩过程可以实现驱动器电储能到X光辐射的高效率转换,形成极端温度、密度、压力条件,近年来在惯性约束聚变及高能量密度应用中取得了一系列重要进展。综述了国际上辐射间接驱动和磁直接驱动两条Z箍缩聚变技术路线发展现状,简要介绍了我国Z箍缩聚变尤其是7~8 MA脉冲功率装置上的动态黑腔研究进展;分别从辐射与物质相互作用、辐射不透明度、材料动态特性、实验室天体物理等方面,概述了Z箍缩应用于高能量密度物理研究的技术路线和主要成果。希望通过对Z箍缩聚变及高能量密度应用研究的论述和发展趋势分析,推动我国Z箍缩研究领域的进一步发展。
Z箍缩 惯性约束聚变 黑腔 磁化套筒惯性聚变 磁驱动聚变 高能量密度物理 Z pinch inertial confinement fusion hohlraum magnetized liner inertial fusion magnetically driven fusion high energy density physics 
强激光与粒子束
2020, 32(9): 092005
作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
建立了“聚龙一号”驱动器4层绝缘堆和真空区电路模型。在4层绝缘堆入口处,采用预测?校正的计算方法处理4层绝缘堆的输入电流分配问题,避免了复杂的二维电路模拟,既保证了精度,又大大提高了计算效率。将此新模型加入FCM-PTS程序中,与零维负载内爆动力学程序耦合,得到了各层外磁绝缘传输线的电流波形模拟结果,并改善了负载电流峰值的模拟结果与实验结果的一致性。
“聚龙一号” 绝缘堆 磁绝缘传输线 电路模拟 Z箍缩 Julong-I insulation stack magnetic insulation transmission line FCM-PTS FCM-PTS circuit simulation Z-pinch 
强激光与粒子束
2020, 32(2): 025004
作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
利用FCM-PTS程序与负载动力学程序耦合模拟研究了聚龙一号装置中主开关导通时刻对Z箍缩实验中负载电流峰值和上升时间的影响。结果表明, 虽然聚龙一号装置上下支路三平板传输线的单向传输时间相差20 ns, 但是当上下支路主开关导通时刻的时间差为22 ns时, 负载电流的峰值最大, 上升时间最短。将上下支路主开关导通时刻的时间差设置为20 ns和22 ns时, 主开关导通时刻10 ns的抖动导致负载电流峰值损失最大值分别为163 kA和136 kA, 上升时间最多分别延长2.4 ns和2.9 ns。
聚龙一号 Z箍缩 主开关 同步性 电路模拟 PTS Z-pinch laser-triggered gas switch synchronization circuit simulation 
强激光与粒子束
2019, 31(1): 015001
薛创 1,2,*丁宁 1肖德龙 1张扬 1[ ... ]束小建 1
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
2 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
为方便描述聚龙一号装置与Z箍缩负载的电磁耦合过程, 基于大量电参数实验数据和全电路模拟分析, 建立了一个简化的集总电路模型, 获得了等效电压波形和等效电阻、电感等集**量。采用水介质三板输出线出口位置的开路电压作为等效电压, 进一步拟合为正弦平方函数, 峰值为3.3 MV(当前驱动器充压为65 kV), 零到峰值的时间长度为102.5 ns。采用简化的流阻抗模型描述磁绝缘传输线内部空间电子流的电流损失效应。将电路程序与零维负载动力学程序耦合模拟, 得到了与实验结果符合的负载电流波形, 尤其电流波形的前沿和峰值符合较好, 分析了电磁能转化为负载动能的过程。
聚龙一号 Z箍缩 电路模拟 集**量 PTS Z pinch circuit simulation lumped parameters 
强激光与粒子束
2016, 28(12): 125004
薛创 1,2,*丁宁 1张扬 1肖德龙 1[ ... ]束小建 1
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
2 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
为研究聚龙一号驱动器内部电磁脉冲的形成与传输规律,优化调节其运行状态,获得满足负载设计需求的电流波形,建立了描述驱动器各关键部件充放电过程的全电路数值模拟程序。该程序与负载动力学程序耦合模拟,能够在一定范围内得到与实验结果符合较好的电压和电流波形。在典型的丝阵Z箍缩实验条件下,模拟分析了各段水介质传输线上电磁脉冲宽度逐级压缩,功率逐级放大的过程,驱动器充压65 kV时,大约1 MJ的电磁能量传输到绝缘堆位置。在典型的磁驱动准等熵压缩实验条件下,模拟分析了激光触发气体开关对驱动器24路模块分时放电的控制过程,模拟的0121发实验负载区电流上升时间(0~100%)为450 ns、峰值约6 MA。
聚龙一号 脉冲形成与传输 脉冲功率 Z箍缩 等熵压缩 电路模拟 PTS pulse forming and transmission pulsed power Z pinch isentropic compression circuit simulation 
强激光与粒子束
2016, 28(1): 015014
作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
将负载区域的电流(丝阵电流、阴极板电流、阳极板电流和回流柱电流)离散成电流线或电流面等电流微元,根据毕奥萨伐尔定律,计算所有电流微元在指定场点的磁场,再通过叠加给出该点的总磁场。研究结果发现:在丝阵外围区域,仅由丝阵电流所产生的磁场偏离无限长直导线磁场公式的值,但全部电流所产生的总磁场与公式给出的值很接近。同时,研究了不同负载结构参数下的磁场分布,结果表明:增加丝根数有助于减小单根丝表面的局部磁场,改善丝阵外围磁场分布的均匀性。
Z箍缩 丝阵 电流线 电流面密度 磁场分布 Zpinch wire array current line surface current density magnetic field configuration 
强激光与粒子束
2011, 23(9): 2391
作者单位
摘要
北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094
利用基于细致组态非平衡电离模型和非平衡辐射输运的辐射磁流体力学理论,用数值模拟的方法研究了铝丝阵Z箍缩的内爆过程和辐射特性,获得到了合理的内爆动力学图像和与实验结果基本符合的X光辐射功率和总能量等辐射参数,并研究了铝丝阵Z箍缩过程中产生的辐射能谱结构。结果表明:铝丝阵Z箍缩内爆X光辐射是非平衡的,除了存在可以用普朗克能谱近似描述的低能辐射外,还存在大量的K壳层高能辐射。讨论了各种辐射机制对总辐射的贡献,分别计算了线辐射、复合辐射和轫致辐射在各个光子能量范围内所占的份额,讨论了利用高能段连续辐射能谱诊断电子温度的方法,由能谱反推的电子温度,需要进行修正才能反映辐射吸收的影响。
铝丝阵Z箍缩内爆 细致组态 非平衡辐射 逃逸概率近似 高能连续谱 aluminum wire array Z-pinch implosion detailed configurations non-equilibrium radiation escape probability approximation high energy continuum 
强激光与粒子束
2010, 22(2): 341

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