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“Z-Pinch”加速器闭合开关技术研究

本论文研究了激光触发多级多通道开关的运行机理、SF_6/N_2、SF_6/Ar混合气的开关特性和多通道场畸变开关设计技术,建立了零维激光触发火花隙及激光触发多级多通道开关数值模拟模型,研制了200kV原理型激光触发多级多通道开关、200kV/100kA环轨式场畸变开关和5MV激光触发多级多通道开关,获得的主要成果和结论如下:(1)SF_6/N_2、SF_6/Ar混合气的开关特性及多通道场畸变开关设计技术研究方面。A:实验结果表明激光脉冲触发火花隙的触发延迟时间(t_d)及其抖动(t_j)随工作电压(U_w)、激光脉冲能量(E_(laser))的上升呈指数下降趋势;等U_w条件下t_d、t_j随气压上升呈上升趋势;t_d、t_j、U_(wt)/U_(sb)(最低可触发欠压比)随混合气中SF_6含量(ξ)上升而上升,随激光波长减小而减小;SF_6-Ar混合气的触发延迟随SF_6含量上升的上升速率(t_d-ξ曲线斜率)比SF_6-N_  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

《核电子学与探测技术》2007年05期
核电子学与探测技术

分幅相机系统在丝阵Z-pinch实验中的应用

Z-pinch技术在聚变、高强度X射线源、X射线激光等方面有着广泛的应用前景。丝阵Z-pinch实验作为一种DT聚变点火所需要的辐射驱动条件研究,近年来取得了突破性进展,Deeney等人[1]在Z装置上进行的钨丝阵Z-pinch实验中,取得了X射线功率280±40TW,X射线能量1.75MJ的重大突破。在丝阵Z-pinch实验中,主要用大的储能装置来同步放电,将兆安级电流作用于靶室中的细丝阵负载上,使细丝气化形成等离子体,大电流磁场产生径向向内的磁力(洛伦兹力),形成自箍缩,从而产生强X射线辐射。针对不同的装置,其储能和电流等参数各不相同,在丝阵Z-pinch实验中的X光辐射区特性也不同,通过各种实验的优化,使得X光辐射区均匀并可调制。因此,在X光辐射区特性诊断方面,我们采用分幅相机系统来对丝阵Z-pinch实验进行诊断。对丝阵Z-pinch全过程的诊断,采用纳秒分幅相机系统,而针对丝阵等离子体内爆到心阶段的诊断则用皮秒分幅相机...  (本文共4页) 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

基于Z-pinch的氨纶粘弹性研究及寿命预测

氨纶因其高弹性、耐腐蚀及耐氧化性能被新研发作为Z-pinch重要部件——自适应纤维。氨纶小变形下的粘弹性能显著影响着Z-pinch的安全可靠性。本文从提升Z-pinch的安全可靠性出发,设计模拟氨纶实际工况的粘弹性实验,研究了温度、外力、时间对氨纶小变形(应变≤10.0%、应力≤0.0011N/tex)下动、静态粘弹性能和微观结构的影响规律,预测氨纶使用寿命。1)首先,本文研究了温度、动态外荷载频率f对氨纶微观结构和动态粘弹性能的影响。结果表明:(1)温度高于-26℃后,小部分结晶的软链段开始结晶熔融,损耗模量E'和损耗因子tan?下降速度降低,完全熔融后,E'和tan?下降速度又增加;温度高达15℃时,所有软链段松弛到高弹态。(2)储能模量E'和E'曲线随着f增大而往高温方向移动,当f高于21.5Hz时,移动趋势不明显;利用时温叠加(Time-temperature superposition,TTS)原理预测出宽频域(10-...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理学报》2006年11期
物理学报

用于Z-pinch诊断的266nm激光探针分幅阴影成像系统

1.引言Z-pinch作为实验室强X射线辐射源具有广泛的应用前景,但是不稳定性的显著增长破坏了Z-pinch等离子体内爆的整体性,影响并限制了X射线辐射功率的提高,获取并分析内爆过程中等离子体的空间分布及时间演化信息,对于研究等离子体不稳定性,深化对Z-pinch等离子体内爆规律的认识,优化负载设计以调制X射线辐射波形和提高辐射功率具有非常重要的意义.在Z-pinch等离子体分布的主动诊断技术上,国际上已经开展了许多研究工作,利用受激布里渊散射技术产生的纳秒级(~1ns)激光作为探针光源,研制了激光探针阴影、纹影、干涉及法拉第旋转诊断系统[1—4],可以同时给出等离子体内爆过程中不同时刻的密度、密度梯度和磁场的空间分布信息,其中干涉系统可以定量地给出较低密度的等离子体密度分布信息,但是这些系统所使用的激光波长为532nm,诊断能力有限,时间分辨能力取决于所使用的布里渊介质.本文介绍了为“强光一号”丝阵实验所设计的一种266nm波...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国核科技报告》2009年01期
中国核科技报告

Z-Pinch等离子体近单色X光二维成像技术研究

引言在Z一pinch实验研究中,分幅相机可以对内爆等离子体X光辐射二维空间分布进行诊断,获取在时序上分离的一系列等离子体二维图像。正因为如此,分幅相机对于分析等离子体不稳定性的产生、发展及对X光辐射功率的影响,等离子体物质的空间分布以及压缩过程的动态跟踪具有非常重要的作用。分幅相机拍摄的图像虽然具有空间分辨和一定的时间分辨能力,但记录到的基本上是整个能量范围的X光辐射,因而在照片上显示的灰度分布与等离子体的温度梯度并不是直观的对应关系。而且经验表明,在Z--pinch内爆过程中存在一定量的硬X射线爆发,虽然它的产生机理目前还不清楚,但对一些诊断系统而言它是一种干扰源。在采用了近单色X光二维成像技术以后,此问题也就迎刃而解了。X射线掠人射反射镜结合选通滤波片获取一个窄带能谱的方法已经发展得很成熟并得到了广泛的应用,而将这种X光能谱选通技术与高空间时间分辨的分幅相机相结合可以获取带有能量分辨的等离子体X光辐射二维图像。本文将对这一技...  (本文共10页) 阅读全文>>

中国工程物理研究院北京研究生部
中国工程物理研究院北京研究生部

Z-Pinch磁流体力学方程组的数值模拟方法

本论文的主要工作是研究金属丝等离子体形成过程的数值模拟方法,我们采用物理过程分裂的方法,给出了数值模拟的总体方案,并对每一分裂的物理过程的数值方法进行了详细的研究。我们求出了柱对称理想磁流体力学方程组在守恒形式和非守恒形式下的特征值和特征向量,以及守恒形式下的Roe矩阵,它们是构造高分辨格式的基础。利用计算出的Roe矩阵,我们构造了柱对称情形下理想磁流体力学方程组的WENO格式,并得到正确的数值结果。同时,我们详细研究了两类扩散方程的差分格式,讨论了处理各类边界条件的方法,以及处理非线性扩散的方法。提出了用隐式求解磁场扩散方程时得到对称对角阵的方法,并且进行了较多的数值模拟。数值模拟表明当柱中心使用Dirichlet边界条件时,磁场出现趋肤;而使用Robin边界条件时,磁场向柱中心聚集的数值结果。在论文的后一部分,我们计算了一个简单化的模型。数值结果表明磁场的扩散引起流体的运动,进而影响初始界面的位置,使界面扩散。同时本论文还进...  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>