强激光与粒子束
2022, 34(8): 085002
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621999
“荧光-1”是一套分时放电的大电流脉冲功率实验装置,主要用于反场构形预加热磁化等离子体靶(FRC)形成的物理过程、高温高密度磁化等离子体约束特性等研究,未来可作为磁化靶聚变研究的等离子体注入器。主要介绍该实验装置的构成及其调试实验结果,并简要描述在该装置上开展的FRC等离子体靶初步物理实验进展。调试实验结果表明,“荧光-1”实验装置初始磁场、磁镜、气体电离、θ箍缩分系统的放电电流/磁场或感应电场可分别达到110 kA/0.3 T,10 kA/1.2 T,400 kA/0.25 kV/cm,1.7 MA/3.4 T。初步物理实验获得的FRC等离子体靶参数为: 靶分界面半径约4 cm、等离子体密度3.5×1016 cm-3、等离子体温度约200 eV、靶寿命约3 μs,同时清晰地观察到了FRC靶形成物理过程。分幅相机获取图像与二维磁流体程序计算图像基本吻合,验证了该装置的物理设计思路,也展示了该装置具备的物理实验能力。
脉冲功率 反场构形 磁化等离子体 磁化靶聚变 pulsed power field reversed configuration magnetized plasma magnetized target fusion 强激光与粒子束
2017, 29(9): 095001
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
设计了一种新型的同轴三电极结构, 仿真计算结果表明开关在充电及触发时电场最大值区域均匀性良好。引入循环吹气系统能够控制放电产物的流向, 减小对开关绝缘结构内壁的污染, 可在提高气体绝缘恢复能力的同时延长开关绝缘外壳寿命。在重频实验条件下(±40 kV/20 kA/0.1 Hz)进行了寿命考核实验, 目前单个开关寿命考核实验已大于17.2万发次, 开关工作稳定, 自击穿电压特性和触发延时抖动特性良好。
气体火花开关 重复频率 长寿命 自击穿 抖动 gas spark switch repetitive long-lifetime self-breakdown jitter 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015024
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
成功研制了用于“聚龙一号”装置上Z箍缩实验中等离子体图像诊断的三通道不同光子能段的X射线积分成像系统。该系统主要由针孔阵列调节组件、X射线真空飞行管道、X射线分光器件及成像板组成，各通道的光谱响应分别为277 eV，小于700 eV和大于800 eV，其对应的成像针孔直径为100，100和50 μm，成像放大倍率2倍，成像空间分辨率均优于0.2 mm。在“聚龙一号”装置上完成了该成像系统的性能考核，获取了不同光子能段的等离子体时间积分图像。结果表明，该成像系统满足“聚龙一号”装置上Z箍缩实验的诊断需求，在提升了单台相机光谱响应范围的同时提高了低能段图像的空间分辨率。
针孔积分相机 多层镜 平面反射镜 Z箍缩 聚龙一号 pinhole time-integrated camera multilayer mirror planar mirror Z-pinch primary test stand 强激光与粒子束
2015, 27(11): 112004
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
采用等效电路模型程序--BCYSSYS对系统参数进行优化,设计了04型爆磁压缩发生器及用04型发生器驱动的紧凑型爆炸脉冲电源。紧凑型爆炸脉冲电源长度小于1.2 m,直径0.4 m,质量约100 kg。实验结果表明:04型爆磁压缩发生器能够在3 μH电感负载上获得脉宽约10 μs、峰值为100 kA的脉冲大电流输出;当负载电阻为8.7 Ω时,输出电功率大于20 GW。典型实验结果与采用BCYSSYS程序得到的计算结果吻合较好,验证了BCYSSYS程序用于爆炸脉冲电源理论设计的可行性。
爆磁压缩发生器 爆炸脉冲电源 脉冲功率技术 电爆炸丝 explosive magnetic generator explosive pulsed power source pulsed power technology electrically exploding wire
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
研究了电感储能功率调节装置中的电爆炸丝断路开关在强电流作用下发生电爆炸后,储能电感上感生的高压脉冲驱动脉冲变压器在低阻抗(19 Ω)负载上得到的电脉冲。利用Ansoft Simplorer 7仿真软件建立了相关模块化集中参数电路模型,首先估算选取典型电路参数进行了程序编制、调试和模拟计算,得到了正确收敛的数值结果。在此基础上进行了实验研究,并将实际电路参数代入电路模型计算,模拟程序得到了与实验吻合的计算结果。现有研究表明,电爆炸丝驱动脉冲变压器在低阻抗负载上不能产生超高压脉冲,但可显著展宽负载得到的电压脉宽,在需要长脉宽应用场合有潜在的应用前景。
电爆炸丝 脉冲变压器 Simplorer软件 低阻抗 脉宽 electrical explosion wires pulse transformer Simplorer code low-impedance pulse width
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
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳621900
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
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??621900
设计了电爆炸金属丝产生纳米金属氧化物粉末的实验装置,金属丝电爆炸腔采用圆筒结构,纳米粉末经过微孔滤膜过滤收集.成功制备了纳米Al2O3粉末,其平均粒度达到64.9 nm.对电爆炸金属丝产生纳米Al2O3粉末的物理条件进行了研究.结果表明实验条件对粉末粒度有重要影响:随气压的增加粉末平均粒度变大;随金属丝直径增大粉末平均粒度变大;粉末的平均粒度与电容器的初始储能也有一定的关系.
电爆炸丝 纳米粉末 氧化铝(Al2O3) Electrical explosion of wires Nanopowders Alumina（Al2O3） 强激光与粒子束
2005, 17(11): 1753
中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900
介绍了阳加速器新磁绝缘传输线(MITL)的物理设计及实验检验.在缩短MITL整体长度及绝缘环宽度的同时,将原结构改成以共顶点同轴圆锥段为主体的新结构,使阴极表面、绝缘环及三相点满足电场设计要求,最小磁绝缘电流较原结构有所降低,将结构电感从原来的70.9 nH减小到31.7 nH.利用短路实验及丝阵内爆实验对新MITL进行了检验,结果表明新MITL的性能指标有所提高.
阳加速器 磁绝缘传输线 短路实验 丝阵内爆 Yang accelerator Magnetically insulated transmission line Short load test Wire array implosion
