在清华大学喷气Z箍缩平台上进行了对Ne气的箍缩软X射线诊断工作.该喷气装置由4个充电至23 kV的电容器并联组成,总储能4.5 kJ,放电电流峰值210 kA,上升沿2.5 μs.实验中通过观测放电电流微分信号来观测箍缩聚焦点的位置(波形的下凹尖峰点),此尖峰也是X光辐射的时间分辨点.利用响应时间为亚ns量级的光敏半导体探测器(PIN)探头获得了Ne气箍缩时等离子体发出的软X射线信号,X光辐射出现在放电电流微分信号突变点附近.一般来说,多次箍缩会导致多次的X光辐射输出,实验中的X光脉冲实际为多个等离子热点辐射叠加的结果,单次箍缩所产生的X光辐射比多次箍缩所产生的X光辐射要强.对每次箍缩来说,单个X光脉冲信号比多个X光脉冲信号的幅值要大.

为了研究喷气式Z箍缩(gas-puff Z-pinch)等离子体的内爆特性,研制了一套马赫-贞德干涉系统,并在小型喷气式Z箍缩装置(充电电压23kV,放电峰值电流210kA)上进行了试验,获得了清晰的干涉图像.根据干涉图上条纹的移动数目,计算得到该装置内爆早期等离子体的平均电子密度为10¹⁷～10¹⁸/cm³.

在自行研制的纵吹式场畸变型气体开关上,开展了大电流、大电荷传递量重复频率实验研究,已实现的开关最大工作参数为:电压100kV,电流85kA,电荷传递量0.6C/脉冲,重复频率10Hz,单脉冲能量5kJ.结果表明,气流流速、电极烧蚀及绝缘筒污染对开关重复频率和工作寿命有较大影响.

利用双压力传感器的方法测量了喷气Z箍缩负载的气流马赫数.测量得到的气流马赫数最高可达到4.25,它和定常计算的结果4.8很接近,这表明可以用定常计算来估算喷气Z箍缩中超声速喷嘴产生的气流马赫数.

介绍了自行研制的一台100kV/2A三相恒流重复频率充电装置,其恒流电源采用三相L-C变换器,6只绝缘栅双极性晶体管并联作为短路器件控制充电停止,可编程序控制器是控制单元的核心.该装置用于重复频率开关实验,充电电流2A,最高充电电压100kV,重复频率10Hz,充电电容1μF,以脉冲串的方式连续运行,工作稳定.

喷气Z箍缩的负载参数(如质量线密度及半径)必须和脉冲驱动源的电流 (幅值和上升时间)相匹配.作者利用微型快速电离规测量了喷气Z箍缩中超音速喷嘴产生 的气体负载的密度分布,并由此得到了负载质量线密度为43μg/cm,这符合原定的喷嘴设计指标.