西北核技术研究所, 强脉冲辐射模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
目前MA级快脉冲直线变压器驱动源(FLTD)模块一般引入2~4路快前沿(约20 ns)高幅值(100 kV)电脉冲触发，百TW级数十MA的FLTD驱动源含有数千个模块，其触发系统非常庞大，并且要求触发脉冲按照精确时序到达各级串联模块，以便实现与次级行波同步的感应电压高效叠加，触发系统成为大型FLTD驱动源的瓶颈之一。在之前提出的一种利用一路外触发脉冲实现数十模块串联FLTD与次级行波同步的感应电压高效叠加触发方式基础上，设计了4级串联共用腔体的MA级FLTD模块组，每级共24支路，其中1个用作触发支路，主放电支路由2只100 nF双端引出电极电容器和1只GW级气体开关组成；建立了16级串联、次级为水线的单路FLTD电路模型，数值仿真研究了支路开关自放电、触发支路开关闭合时序与分散性，以及次级传输线阻抗对驱动源的影响。
快Z箍缩 FLTD驱动源 感应腔 GW级气体开关 同步触发 触发时序 fast Z-pinch fast linear transformer driver cavities GW gas spark switches triggering synchronization inductive voltage adder sequences 强激光与粒子束
2018, 30(3): 035001
综述了快Z箍缩等离子体研究国内外最新进展及其聚变能源应用前景,介绍了快Z箍缩研究对高能密度物理与惯性约束聚变研究的意义,尤其对高产额、低成本聚变能源技术的可行性研究作了预测,初步探讨了作为聚变能源可能遇到的技术问题。
快Z箍缩内爆 高能密度物理 惯性约束聚变 聚变能源 fast Z-pinch implosion high energy density physics ICF fusion energy
通过理论和实验研究了快Z箍缩电磁内爆动力学物理过程及其辐射特性,完成了1维和2维辐射磁流体动力学数值模拟程序.利用阳加速器、强光一号脉冲功率装置、S-300装置和Angara-5-1装置,开展了实验研究,发展了一系列观察Z箍缩等离子体辐射的诊断系统.研制了单层、双层钨丝阵及单层丝阵加聚氘乙烯芯等负载.重点研究了能量耦合和内爆动力学规律.
快Z箍缩内爆 能量耦合 高能密度物理 惯性约束聚变
实现惯性约束聚变(ICF)和高产额(high yield,HY)要求脉冲驱动电流峰值达到约60 MA,采用类似SATURN和Z装置等传统的技术途径进一步提高驱动电流,从装置造价、结构复杂性和运行可靠性等方面看都具有相当大的难度,因此,需要发展新的短脉冲大电流驱动源技术,解决快Z箍缩技术发展的瓶颈.概述了国际上快Z箍缩驱动源技术的研究现状和趋势,介绍了有代表性的ICF/HY等离子体辐射源(plasma radiation source 简称PRS)或威胁级大型X射线模拟源初步概念设计、拟采用的技术途径,如俄罗斯大电流所(HCEI)基于FLTD(fast linear transformer driver)技术的直接驱动源、美国基于FLTD的新SATURN驱动源和基于FMG(fast Marx generator)技术的快Z箍缩驱动源,提出了快Z箍缩直接驱动源需要发展的关键技术.
快Z箍缩 脉冲功率源 加速器 短脉冲FLTD 短脉冲FMG 磁绝缘传输线
