摘要：针对z箍缩等离子体内爆后期,由于等离子体柱反弹产生的飞溅物会对诊断设备的光学器件造成污染的问题,设计了一种使用旋转开口圆盘进行飞溅物阻挡的系统,可实现在X射线入射到探测器后迅速遮挡光学通道,达到保护诊断系统的目的。分析了旋转开口圆盘的阻挡原理,并根据该原理设计了开口圆盘的形状、尺寸、转速等参数,计算了开口圆盘能够遮挡的飞溅物速度范围为112.4~104 m·s^(-1),允许的时间抖动为12.5μs。通过有限元分析对旋转开口圆盘的应力、形变及模态进行了分析,并基于分析结果对开口圆盘的设计进行了优化,使其最大应力值降低了45%。最后给出了同步触发方案,以确保在光学通道开放时同步触发X射线发射。

摘要：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。

摘要：实验证实双层金属丝阵负载z箍缩内爆等离子体产生的X光辐射源,与单层丝阵负载相比可以提高40%的功率。为了优化z装置上双层丝阵负载实验方案的设计,从内爆动力学过程和Rayle igh-Taylor(RT)不稳定性发展过程进行了理论分析。分析表明:双层丝阵负载实验不会提高X光辐射的总能量,但可以明显地提高辐射功率;双层丝阵的外半径应与单层丝阵负载优化方案的半径相一致;双层丝阵内、外层质量的选取应以优化的单层丝阵内爆到心时间为标准;内层丝阵置于外层丝阵半径的正中位置上,更有利于抑制RT不稳定性。

摘要：z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(z-FFR)在核安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境、气候问题的新能源。从z箍缩驱动聚变方案与聚变靶设计、重复频率驱动器、次临界包层及产氚包层设计、燃料循环等关键问题方面,对z-FFR工程概念总体研究情况进行了介绍。

摘要：介绍了用于z箍缩驱动器的快脉冲直线型变压器驱动源（LTD）原型模块设计和初步实验结果.该模块采用32个子块并联,每个子块由两台100kV/100nF 脉冲电容器和一只200kV 多间隙气体开关串联组成.32只开关由4路高压脉冲分别触发.模块直径为2.9 m,厚度约27cm.电路模拟结果表明,在±90kV 充电电压下,输出电流幅值为1.0 MA,电流上升时间（10%～90%）约118.6ns.初步实验结果表明,在约90mΩ 近似匹配电阻负载上获得的电流为995kA,上升时间（10%～90%）为120.8ns,脉冲宽度约335.2ns.实验结果与电路模拟结果较为接近.

摘要：z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(z-FFR)以较长周期(10s)脉冲式运行,为实现3000 MW的热功率输出,单个脉冲需要产生的能量较大,包层和第一壁在强热冲击下的瞬态传热和温度特性是决定z-FFR技术可行性的关键问题之一。通过理论计算,分析了在连续脉冲作用下包层和第一壁温度随时间的变化规律。同时以输出恒定的电功率为目标,提出了展平系统输出功率的简便方法,并分析了出口冷却剂温度的波动特性。结果表明材料最高温度均在安全限值内,第一壁表面瞬时高温层厚度约为0.5mm,系统输出功率波动幅度在-2.84%^+2.05%范围内。

摘要：中国工程物理研究院提出的z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(z-FFR)概念,采用z箍缩热核聚变产生的大量中子驱动次临界裂变堆而释放能量,集成了"局部整体点火"聚变靶、"先进次临界能源堆"等创新概念,在安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境气候问题的千年能源。简要回顾了国内外z箍缩聚变能源(z-IFE)的相关研究进展,介绍了中国工程物理研究院在z-FFR方向的总体概念研究情况,从驱动器、聚变靶设计和次临界裂变堆三方面阐述了此能源系统的原理结构和运行特点,对其经济性进行了评估,同时提出了未来z-FFR的发展路线图设想。

摘要：研制可靠的数值模拟工具对z箍缩内爆产生X光辐射过程进行理论研究、实验分析以及负载设计至关重要。介绍了2维三温辐射磁流体力学程序(MARED)的物理方案,给出了MARED程序的1维检验结果,验证表明MARED程序适用不同装置条件、不同负载参数。结合丝阵z箍缩实验的数值模拟和分析表明:相同负载质量条件下,钨丝阵内爆产生的X光辐射功率远大于铝丝阵产生的X光功率;相同负载电流条件下,负载质量越大,计算得到X光功率越低;X光功率随着负载电流增加而增加。

摘要：介绍了z箍缩初级实验平台激光触发系统的设计和单路样机验证实验结果。采用12台激光器、24个激光触发主开关来实现24路电流脉冲的精确同步,由Nd:YAG四倍频脉冲激光来触发开关,采用水平分光将一台激光器的激光脉冲等分为两束激光,激光聚焦后分别触发相邻的两路主开关。单路样机验证实验获得的激光脉冲的抖动极差小于等于3ns,主开关的抖动极差小于等于5ns,3台激光器之间的抖动极差小于等于3ns。实验结果表明:在主Marx充电电压小于等于75kV时,光路管道双隔离气室具有良好的绝缘性和密封性;激光光路系统稳定可靠;能量为100mJ、脉冲宽度为7ns的266nm激光经过分光后,能够满足z箍缩初级实验平台的设计要求。

摘要：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。