针对铝单丝Z箍缩负载, 计算其可形成金属蒸气而不形成核冕等离子体的电路和负载参数范围。提出了铝丝电爆炸形成金属蒸气的能量沉积判据和击穿电压判据; 建立了热动力学模型, 选取电路参数使得金属丝气化时放电回路电流恰好迅速下降, 从而避免发生电压击穿。计算了典型电路下的负载电流、电压、电阻及沉积能量的变化曲线, 并分析了回路总电感、充电电压以及负载丝长度、直径对其的影响规律。计算结果表明: 当储能电容为150 pF、充电电压为65 kV、回路电感为300 nH时, 可驱动直径20 μm、长2 cm的铝丝电爆炸形成铝丝蒸气。快电流前沿、小丝直径和较短的丝长度有助于提高负载中的单位质量沉积能量, 容易电爆炸形成金属蒸气负载。

介绍了在阳加速器上进行的系列W丝阵Z箍缩物理实验，实验中阳加速器Marx充电电压60 kV，负载电流输出0.85~1.00 MA，电流上升时间75~90 ns（10%~90%）；进行软X光辐射功率测量的主要仪器是软X光闪烁体功率计，其核心部件为对50~1800 eV X光具有平响应特性的蓝光闪烁体。给出了系列W丝阵Z箍缩实验软X光辐射功率测量结果，从软X光辐射输出随丝阵负载参数（包括丝阵直径、长度、丝数）变化关系讨论了钨丝阵内爆辐射特性，给出了阳加速器上各负载参数优化的结果：丝阵直径8 mm，丝阵长度15 mm，丝数24。同时对软X光辐射的空间分布特性进行了初步的探讨，给出了辐射功率在负载的轴向和径向的分布。

为了诊断Z箍缩等离子体X射线相关信息，利用自聚焦和均匀色散原理，研制了一种新型的均匀色散弯晶谱仪。晶体分析器采用α-石英（1010），布拉格角为43.4°~72.7°，利用有效面积为10 mm×50 mm的X射线胶片接收光谱信号,实验在中国工程物理研究院阳加速器装置上进行，摄谱元件获得了Z箍缩铝丝阵等离子体的类H及类He谱线。实验结果表明：谱线分布遵循均匀色散条件，所研制均匀色散弯晶谱仪线色散率为-116.198 mm/nm，与理论值-120 mm/nm的相对误差为3.168%，能够用于Z箍缩等离子体X射线的光谱学研究。

以传输线分布参数模型为基础，推导给出了Ｚ箍缩感兴趣条件下典型脉冲通过指数变阻抗传输线后脉冲波形和传输效率的级数近似解。分析了变阻抗传输线的阻抗变比、长度及脉冲形状和参数对传输效率的影响，以适合PW量级Z箍缩驱动源的水介质整体径向指数变阻抗传输线的参数组合为例计算给出了其传输效率。电压传输效率随传输线阻抗变比、长度增大而增加，随脉冲频谱向高频移动而增加；功率传输效率随传输线阻抗变化剧烈程度减小而增大，随脉冲频谱向高频移动而增大。给出了电压和功率传输效率的简化计算公式。

采用PSPICE软件，以PW级Ｚ箍缩驱动源指数传输线为例，模拟分析了用有限多段分段阶跃变阻抗传输线序列模拟连续指数变阻抗传输线时，直角波、半周期正弦、全周期正弦平方等入射脉冲的电压和功率传输效率与分段数以及脉冲参数的关系，并计算了水电阻率对功率传输效率的影响。模拟结果表明：直角波波头的电压和功率传输效率随分段数增大而迅速趋近于理想传输线变压器的值；但对于非直角波入射脉冲而言，分段数并非越多越好，而是存在一个与传输线电长度和输入脉冲波前时间相应的最佳值；随着水电阻率下降，功率传输效率加速降低。

介绍了在“阳”加速器上使用的闪烁体功率计结构和测量参数,讨论了功率计在北京同步辐射装置上的标定实验,分析了标定结果及由此结果可能给最后实验结果带来的误差,并探讨了修正该误差可行的办法,利用 Dante谱仪测得的能谱对功率计测试结果进行修正。修正后,两套设备之间的测试结果差异由原来的30%以上降至15%以内。最后给出了利用软X光闪烁体功率计进行喷气Z箍缩等离子体辐射测量的结果,得到“阳”加速器上喷气Z箍缩负载产生的软X光辐射峰值功率为几十GW,能量产额数百J。

介绍了用于阳加速器上Z箍缩内爆实验诊断的Dante谱仪的结构和通道配置,详细讨论了X射线二极管、掠入射平面反射镜和滤片等主要元器件的标定结果,分析了标定结果与理论计算发生偏差的原因,给出了喷气Z箍缩等离子体辐射的测量结果,X光辐射功率30-40 GW,能量约0.8 kJ,并与闪烁体光电管测量结果进行了比较,差异约20%。