提高"强光一号"驱动Z箍缩负载电流的研究

“强比一号”加速器是目前国内输出功率最大的一台组合式多用途高功率强流脉冲电子束加速器。在该加速器上开展高功率Z箍缩产生X射线的技术研究时,需要调整提高“强光一号”驱动电流。主要介绍提高“强光一号”加速器输出电流的理论与实验研究。建立了计算模拟加速器工作过程的电路模拟程序,并在模拟计算的指导下开展了大量的实验研究,在短路电感15nH真空负载上获得了脉冲前沿小于100ns,峰值约3．0MA的脉冲电流,在优化设计的Z箍缩负载上得到了脉冲前沿小于100ns,峰值约2．2MA的脉冲电流．     

箍缩反射离子二极管的研制

采用箍缩反射离子二极管,使阴极发射的电子多次穿过阳极膜并向轴线箍缩,增加了它在二极管中的平均渡越时间,从而提高了离子流产生效率。根据顺位流模型。设计了２００ｋＶ强流脉冲离子束加速器的箍缩反射离子二极管,得到了峰值为１．６ｋＡ,脉宽约２０ｎｓ的离子束流。     

丝阵负载Z箍缩可见光图像诊断

为了研究丝阵负载Z箍缩内爆动力学行为,利用可见光图像诊断系统,在"强光一号"加速器上,得到钨丝阵负载内爆图像。对32根丝直径5μm的丝阵,内爆时间为(113±7)ns,开始快速内爆的时刻(ta)与内爆时间(timp)的比值约为0.60-0.70。对24根丝直径8μm的丝阵,单丝烧蚀不均匀,在轴向上存在类周期性的调制,其波长λ约为0.25mm;丝周围等离子体不稳定性的发展是促使其形成壳层的重要因素;内爆时间约为(160±5)ns,开始快速内爆时刻与内爆时间的比值约为0.90~0.95。线质量的差异是导致两者内爆行为差异的主要因素。     

Z箍缩驱动聚变裂变混合堆——一条有竞争力的能源技术途径

介绍了国内外Z箍缩研究现状,探讨了利用Z箍缩驱动核能源的新能源技术,证明Z-Pinch驱动聚变裂变混合堆是一条非常有竞争力的能源路线。     

丝阵负载Z箍缩可见光图像诊断

为了研究丝阵负载Z箍缩内爆动力学行为,利用可见光图像诊断系统,在“强光1号”加速器上,得到钨丝阵负载内爆图像。对于32根丝直径为5μm的丝阵,内爆时间为(113±7)ns,开始快速内爆的时刻(ta)与内爆时间(timp)的比值为0.60~0.70。对于24根丝直径为8μm的丝阵,单丝烧蚀不均匀,在轴向上存在类周期性的调制,其波长λ约为0.25 mm;丝周围等离子体不稳定性的发展是促使其形成壳层的重要因素;内爆时间约为(160±5)ns,开始快速内爆时刻与内爆时间的比值为0.90~0.95。线质量的差异是导致两者内爆行为差异的主要因素。     

大型Z箍缩装置中心汇流区电感计算

为了快速估算大型Z箍缩装置中心汇流区电感,研究Z箍缩装置电功率和能量传输效率的规律,对Z箍缩装置中心汇流区做近似处理,给出了绝缘堆、真空喇叭口、真空磁绝缘传输线、汇流柱等部件电感近似计算公式,建立了一种快速估算Z箍缩装置中心汇流区电感的方法,获得了中心汇流区电感与电气参数(绝缘堆峰值电压)和结构参数(中心汇流区半径及分层数、真空磁绝缘传输线倾角)的定量关系。在此基础上,建立了典型Z箍缩装置简化电路模型,实现了从中心汇流区结构参数→电气参数→输出电流的自洽电路模拟,获得了中心汇流区分层数及半径对Z箍缩装置短路电流的影响规律。计算结果表明：所提电感计算方法获得国际典型Z箍缩装置的中心汇流区电感与文献最大误差为3.3%;中心汇流区电感随分层数增大而减小、随半径先减小后增大,存在使中心汇流区电感最小的优化半径。所提方法可为同类型Z箍缩装置的设计提供理论参考。     

铝单丝在可调预脉冲作用下的Z箍缩动力学行为实验和数值模拟研究

为了研究预脉冲电流对Z箍缩内爆动力学行为的影响,本文首先基于双脉冲Z箍缩实验平台“秦-1”装置研究了铝单丝Z箍缩在不同预、主脉冲间隔下的内爆特性.铝丝在预脉冲作用下被加热汽化形成芯晕结构并膨胀,在主脉冲作用下发生雪耙特性的箍缩内爆,预脉冲作用下的晕等离子体对内爆行为有显著影响.其次,基于磁流体模型计算了预脉冲作用后的密度、温度、速度分布,以及进一步主脉冲作用后的内爆壳层参量分布.计算结果的边界轨迹与实验测量基本一致,预脉冲作用下的单丝Z箍缩动力学行为可以分为晕等离子体膨胀、晕等离子体内爆、晕与丝芯共同内爆、滞止辐射4个阶段,在这种雪耙内爆特性下,洛伦兹力对壳层外部的晕层做功,热压对壳层内部的未扰动等离子体做功,形成等离子体堆积.     

快Z-箍缩——有前景的聚变能源新途径

简要介绍了快Z?箍缩的基本概念;综述了快Z?箍缩等离子体研究及其作为高能密度物理与惯性约束聚变（ICF）,尤其作为低成本聚变能源研究的最新进展;探讨了快Z?箍缩驱动ICF作为聚变能源可能遇到的技术问题及应用前景。     

快速z箍缩装置的预脉冲分析

输出参数为500 kV/400 kA/100 ns的快速z箍缩(z-p inch)装置由M arx发生器、脉冲形成线、充气型V/N主开关、传输线及负载组成。z箍缩负载分别采用氖气喷气负载及金属单丝负载。为了判断主放电时负载的初始状态,该文建立了z箍缩装置的充电等效电路模型,并借助P sp ice电路模拟软件计算了形成线充电期间在负载上获得的预脉冲波形。通过分析可知:p d值为1~10 Pa.m左右的氖气负载,在装置预脉冲电压的作用下将被击穿;而直径为20μm、长度为1 cm的A l(铝)或W(钨)单丝负载,装置预脉冲电流将不能使之汽化。     

核聚变的箍缩效应

从流体力学方程和电磁场理论出发,导出磁流体动力学方程组,从而清晰得出流体核聚变被磁场约束在一定域内的原理,并以太阳演变为“白矮星”过程为例,阐明箍缩效应在热核聚变反应中的作用．介绍四种典型的磁约束装置,其中无线长圆柱形导电体为理想状态,无法实现,JET是目前正在使用中的世界上最大的托卡马克装置,而未来最有发展前景的可能是串列磁镜组成的巨型马克堆．     

两种典型结构强流自箍缩二极管技术研究

主要介绍了箍缩聚焦二极管和自箍缩离子束二极管的研究进展。重点介绍了近几年发展的阳极杆箍缩聚焦二极管的理论模拟和实验结果,在“闪光二号”加速器和2 MV脉冲功率驱动源上进行了阳极杆箍缩二极管实验,二极管输出电压1.8~2.1 MV,电流40~60 kA,脉宽(FWHM)50~60 ns,1 m处的脉冲X剂量约20~30 mGy,焦斑直径约1 mm,X射线最高能量1.8 MeV。在“闪光二号”加速器上开展了高功率离子束的产生和应用研究,给出了自箍缩反射离子束二极管的结构和工作原理,实验获得的离子束峰值电流~160 kA,离子的峰值能量~500 keV,开展了利用高功率质子束轰击19F靶产生6~7 MeV准单能脉冲γ射线,模拟X射线热—力学效应等应用基础研究。     

基于Z源变换器的直流无刷电机驱动系统研究

本文利用Z源变换技术实现直流母线升压和直流无刷电机调速一体控制,将原来的二级系统变为一级系统并且允许上下桥臂直通,提高了系统能量使用的效率.采用仿真软件对直流母线升压和直流无刷电机控制的算法进行仿真,结果证实该算法有效,达到预期目标.     

全回转Z型推进装置在汽车渡船上的应用

对转桨全回转Z型推进装置是一种新型的船舶推进装置,它汇集对转桨和全回转Z型推进装置的双重优点,而且有推进效率高、空泡性能好、减振降噪、节能等优点,是各种自航船舶理想的推进装置,本文着重介绍它的结构特点、安装及其试验有关问题.     

基于简化型Z源逆变器的优化调制策略研究

在对简化型Z源逆变器进行理论研究的基础上,参考传统单相SPWM调制策略,应用Z源逆变器简单升压控制原理,研究了优化型SPWM调制方法,并通过MATLAB仿真软件验证了优化型调制策略的有效性.     

基于直接转矩控制的电动叉车驱动系统理论研究

电能作为能源应用于工程车辆,具有零排放无污染的突出优点,开发前景十分广阔。驱动电机及其控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分,异步电机以其体积小,维护简单、可靠性高等优点在电动工程车辆中得到最广泛的应用。主要研究电动叉车交流控制系统,根据电动叉车的性能指标,分析电动叉车驱动系统和各种驱动电机的优缺点,讨论了交流调速控制技术的发展和现状,采用空间电压矢量分析方法分析了直接转矩控制的基本原理、结构和算法。     

Z型梁-质量块结构内共振频率的参数设计

内共振频率设计是将内共振应用于工程的前提,采用哈密顿原理推导了Z型梁-质量块结构的运动控制方程和边界条件,进而得到结构的固有频率。通过调节折叠角度和质量块质量进行结构的内共振频率设计,并给出不同频率比的参数范围。结果表明：随着折叠角度的增加,1阶固有频率逐渐增大,而2阶固有频率具有先减小后增大的趋势。在较大的折叠角度下,调节质量块的质量能够分别满足1：2,1：3,1：4的频率比条件。     

一体化大扭矩直接驱动电动机在泥浆泵组的应用

阐述了一体化直接驱动电动机的技术优势。着重介绍了一体化直接驱动电动机在泥浆泵组的应用。最后总结一体化直接驱动电动机在石油钻井行业的发展趋势。     

R^n中似梯度型系统异缩轨的存在性

本文讨论Ｒ~ｎ中似梯度型系统，证明了三种吸引子的等价性并给出判别异缩轨存在的一个准则．     

Ⅰ型裂纹问题的相似形状单元聚缩解法

提出了Ⅰ型裂纹应力强度因子的相似单元聚缩解法．该方法首先在裂纹尖端附近自动划分相似单元，多层相似单元形成一个子结构；然后将子结构内的大量结点自由度聚缩掉，在聚缩过程中充分利用相似形状单元具有相同刚度矩阵的特点，最后通过结点位移计算一组广义坐标，利用广义坐标和应力强度因子间的关系获得应力强度因子．作为算例，本文求解了边裂纹和中心裂纹矩形板的拉伸问题     

中立型Lurie直接控制系统的绝对稳定性

利用Lyapunov泛函方法并结合S-步骤讨论了具有滞后输入和无滞后输入的中立型Lurie直接控制系统的绝对稳定性,得到了一些保证系统在Hurwitz角域K[0,k]中绝对稳定的比较实用的代数判据,并给出了应用本文结论的实例参5