快速z箍缩装置预脉冲分析与负载效应

"快速z箍缩装置的预脉冲分析 (2006年) - 邹晓兵, 刘锐, 王新新, 张贵新, 韩日文 - 清华大学学报(自然科学版) - ISSN1000-0054, CN11-2223/N - 国家自然科学重点基金资助项目(10035030), 中国博士后科学基金项目(2004035002)" 这篇论文主要研究了快速z箍缩装置的预脉冲现象及其对负载的影响。z箍缩是一种利用电磁力压缩电荷气体来产生高密度等离子体的物理过程，常应用于等离子体物理和高能密度物理的研究。在这样的装置中，关键组件包括Marx发生器、脉冲形成线、充气型V/N主开关、传输线以及不同的负载。 论文描述了一个特定的z箍缩装置，其输出参数为500kV的电压、400kA的电流和100ns的时间尺度。实验中，研究人员使用了两种不同类型的负载：氖气喷气负载和金属单丝负载（如铝或钨）。研究的核心在于分析预脉冲，即在主放电之前加载到负载上的短暂电压或电流脉冲。 为了理解预脉冲对负载的影响，研究者构建了z箍缩装置的充电等效电路模型，并利用Pspice电路模拟软件模拟了形成线充电期间负载上的预脉冲波形。通过对模拟结果的分析，他们发现当氖气负载的pd值（压强密度）处于1~10 Pa·m时，这种负载会在装置的预脉冲电压作用下被击穿。这意味着氖气在预脉冲阶段就可能被电离，对后续的z箍缩过程产生影响。 另一方面，对于直径为20微米、长度为1厘米的铝或钨单丝负载，尽管预脉冲电流很大，但并不能使其达到汽化的程度。这表明金属单丝负载在预脉冲阶段的稳定性较高，能够在主放电时保持固态，从而可能更适合作为z箍缩的有效负载。 预脉冲的研究对于优化z箍缩装置的性能至关重要，因为它可以影响到等离子体的形成和压缩效果。通过控制和理解预脉冲，可以更好地设计实验条件，以实现更高效、更可控的z箍缩过程。这一工作不仅深化了对z箍缩物理的理解，也为未来类似装置的设计和改进提供了理论基础。