PDF《“强光一号”钨丝阵 ！ 箍缩等离子 体辐射特性研究 ！》

"强光一号" 钨丝阵 ! 箍缩等离子 体辐射特性研究! 邱爱慈!) ") 蒯斌!) ") 曾正中") 王文生") 邱孟通") 王亮平") 丛培天") 吕敏") !) (西安交通大学电气工程学院, 西安 #!$$%&) ") (西北核技术研究所, 西安 '& 信箱 !$ 分箱 #!$$"%) ("$$( 年&月"! 日收到;

"$$( 年!! 月"' 日收到修改稿) 在 "强光一号" 装置驱动电流峰值 上升时间 条件下, 研究了不同丝阵直径、 丝数及丝直 径的钨丝阵负载 / 箍缩等离子体的辐射特性0用自行研制的测试系统对等离子体辐射参数进行了诊断0 实验获得 的最大

1 射线总能量为 2%34, 最大峰值功率为 !)",560得到了一些关于钨丝阵 / 箍缩等离子体辐射特性的规律性 认识0 关键词:钨丝阵,/ 箍缩,等离子体辐射 7,("#$8 !国家自然科学基金重点项目 (批准号: !$$2($"$) 资助的课题

0 !) 引言/箍缩技术的基本原理是利用脉冲高电压大电 流放电产生等离子体, 等离子体在大电流自磁场的 作用下轴向箍缩, 形成高温高密度等离子体, 产生脉 冲1射线0但是由于受到等离子体不稳定性问题的 限制, 以及脉冲功率技术水平的制约, 在上世纪 ,$ 年代以前研究工作进展不大;

直到 !&,$ 年以后, 随 着人们对内聚爆等离子体磁流体动力学不稳定性深 入的研究, 以及高功率脉冲加速器的发展, 才在高功 率/箍缩技术研究方面取得重大突破0例如, 在美国 圣地亚国家实验室的 / 装置上进行的钨丝阵箍缩实 验[!] , 在驱动电流为 "$*+ 的条件下, 得到的

1 射线 峰值功率达到 "&$56,

1 射线能量达到 "*40 由高功 率/箍缩产生的强脉冲

1 射线, 可以应用于研究材 料的软

1 射线的热力学效应和系统电磁脉冲效应, 研究与惯性约束聚变相关的辐射对称化技术;

还可 以用于研究材料的不透明度、 极端温度和压强下材 料的状态方程以及其他高能密度物理的基础问题 等["] 0由于应用前景广阔, 近年来受到高度重视0 本文在 "强光一号" 加速器驱动电流峰值 !)%― ")!*+、 上升时间 条件下, 实验研究了不 同丝阵直径、 丝数及丝直径的钨丝阵负载 / 箍缩等 离子体的辐射特性, 用自行研制的测试系统对不同 初始参数的钨丝阵 / 箍缩等离子体负载的辐射性能 进行了诊断, 得到了一些关于钨丝阵 / 箍缩等离子 体辐射特性的规律性认识0 但是由于受到实验条件 与诊断设备性能的制约, 我们所开展的研究及取得 的结果只是初步的, 还有大量的研究工作有待进一 步深入开展0 ") 物理过程和负载设计原则 产生强脉冲软

1 射线辐射的高功率 / 箍缩技 术可以用以下几个物理过程描述:首先, 由高功率 脉冲装置产生的电流脉冲加到处于真空腔中心处的 圆柱状负载上 (金属丝阵列或喷气负载) , 使之迅速 加热电离成等离子体;

然后, 在驱动电流产生的磁场 作用下, 引起等离子体向内聚爆, 电能转换为粒子动 能;

最后, 当等离子体在内爆轴附近停滞时, 动能和 电能转换成热能, 并产生

1 射线辐射0 利用高功率 / 箍缩技术产生高温高密度等离子 体时, 等离子体温度的典型值在 $)$!―!$39:, 因此 需要将等离子体圆柱壳层加速至 !$# ;

, "7!, "7#) 钨丝阵 ( 箍缩等离子体辐射特性的实验 研究)主要目的是研究辐射特性与负载、 驱动电流参 >