Z箍缩实验装置高压低抖动Marx发生器
中物院的初级实验平台(PTS)低抖动Marx发生器由60个标称电压为100kV、电容量为1uF电容器和30个低抖动环轨式场畸变开关构成,采用以S型线路为基础的超前触发型电路。近千次实验结果表明:在工作欠压比71%、触发电压200kV的条件下,Marx发生器的建立时间175ns,抖动极差小于±10.0ns,均方根抖动小于7.0ns。Marx发生器的串联电感13.5uH,串联电阻3.2Ω,在电容器充电80kV时,实验测得输出电压4.3MV,Marx发生器电压建立时间175ns,与电路模拟结果(输出电压为4.6MV,电压建立时间160ns)吻合良好。
Z箍缩初级实验平台模块样机
正在研制的Z箍缩实验装置(z—pinch Primary TestStand,PTS装置),由24个基于Marx发生器和水线的性能、结构相同的模块组成,各模块产生的大电流脉冲在绝缘堆上汇集后经磁绝缘传输线汇流到负载区,要求在不到0.2Q的低阻抗负载上得到8MA以上电流,电流上升时间小于90ns。研制的样机模块由Marx发生器、中间储能器、激光触发开关、脉冲形成线、水介质自击穿脉冲形成开关、三板型脉冲传输线组成,样机模块输出电流450kA、输出电压2.2MV、输出脉冲功率0.95Tw,从触发激光器信号输出到负载电压上升的系统延迟时间抖动小于6ns。
Z-pinch X射线时间分辨多幅图像诊断系统
介绍了为"强光一号"设计的ns级时间分辨软X射线多幅图像诊断系统,分析了系统的主要性能指标,给出并分析了利用该系统诊断"强光一号"高功率脉冲Z-pinch等离子体辐射源的最新的实验结果.
氩气Z箍缩内爆等离子体温度诊断
为了诊断z箍缩等离子体电子温度,研究了氩的双电子伴线与类氦共振线的强度比和等离子体电子温度的关系。利用椭圆弯曲晶体谱仪在“阳”加速器上探测x射线光谱,采用x射线胶片接收信号。针对谱仪获取的氩的类氦谱线及类锂伴线,计算了伴线k与共振线w的强度比以及伴线j与禁戒谱线z之和与共振线强度比,利用伴线与共振线强度比值和等离子体电子温度的关系诊断出电子温度为960~1060keV,实验结果证明谱线强度比值法是一种探测电子温度很有效的诊断方法。
Z箍缩等离子体X射线椭圆弯晶谱仪
为了测量z箍缩等离子体X射线的空间分辨光谱,利用椭圆聚焦原理,研制了一种椭圆晶体谱仪。以Si(111)椭圆弯晶作为色散分析元件,椭圆的离心率为0.9480,焦距为1348mm,布拉格角范围为30°~54°,谱线探测角范围为54°~103°,探测的波长范围为0.31-0.51nm。设计了半径为50mm的半圆型胶片暗盒,内装胶片接收光谱信号。分析了椭圆的弥散度对光谱分辨率的影响。在“阳”加速器装置上进行摄谱实验,胶片成功获取了氩喷气等离子体X射线的跃迁光谱,实测谱线分辨率(λ/△λ)达300~500,波长与理论值吻合。
强光一号Z箍缩实验研究
在强光一号装置驱动电流峰值1.4-2.1 MA、上升时间80-100 ns条件下,研究了喷Kr气、喷Ne气、W丝阵和Al丝阵负载Z箍缩等离子体的辐射特性和聚爆过程。实验研究中,用分压器和两个罗戈夫斯基线圈分别测量二极管的电压和流过负载的电流波形,用过滤型X射线二极管和100-1 400 eV平能谱响应闪烁探测器测量X射线时间谱,用镍薄膜量热计测量X射线总能量,用纳秒时间分辨软X射线图像诊断系统记录了Z箍缩的聚爆过程,用时空分辨的椭圆弯晶谱仪诊断了Z箍缩等离子体产生的keV级特征X射线的能谱分布。其中,喷Kr气负载的X射线辐射总能量大于60 kJ,峰值功率约1.7 TW,总能量转换效率可达23%;W丝阵负载的辐射总能量大于30 kJ,峰值功率约1.30 TW,总能量转换效率约为12.5%;喷Ne气负载的keV级辐射总能量5.6 kJ,峰值功率约256 GW,能量转换效率可达2%;Al丝阵负载的keV级辐射总能量2.3 kJ,峰值功...
Z箍缩等离子体高分辨X辐射谱诊断
为了获取丝阵Z箍缩等离子体高能谱分辨的X辐射图像,建立了云母球面弯晶X光摄谱仪,根据色散平面内球面弯晶诊断空间分布X光源的几何模型分析了摄谱仪的能谱分辨,计算结果与光线追迹方法得到的结果吻合。当探测器位于罗兰圆上时,系统具备最优能谱分辨。在“强光一号”装置上,利用该摄谱仪诊断了镀镁铝丝阵负载Z箍缩等离子体的X辐射图像,结果表明,该球面弯晶摄谱仪的能谱分辨率高于1000。
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