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第六届全国高能量密度物理会议

作者：姜晓峰孙凤举魏浩梁天学王志国西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

设计了一种基于方波LTD原理的20kJ准分子激光放大器脉冲功率源.采用两路LTD驱动源双向泵浦,每路LTD驱动源由10级LTD单元模块串联组成.LTD单元模块呈双层布置,外层为主放电支路,内层为调节支路,两层LTD共用次级高压内筒,高压内筒和内外... 详细信息

设计了一种基于方波LTD原理的20kJ准分子激光放大器脉冲功率源.采用两路LTD驱动源双向泵浦,每路LTD驱动源由10级LTD单元模块串联组成.LTD单元模块呈双层布置,外层为主放电支路,内层为调节支路,两层LTD共用次级高压内筒,高压内筒和内外层模块构成双层同轴真空传输线.采用这种双层同轴结构一方面避免增加谐波放电支路带来模块体积和造价的增加,另一方面谐波放电支路和主放电支路分离,可减小谐波放电支路电感,提高输出效率.所设计的单元LTD模块外直径2.6m,内直径0.5m,高231 mm.模块外层包含36个主放电支路,每个支路由两个65nF塑料壳电容器和一个多间隙气体开关组成,回路电感约260niH;内层包含16个三次谐波放电支路和8个五次谐波放电支路,三次谐波支路采用两个12nF塑料壳电容器和一个多间隙气体开关串联,五次谐波支路采用4nF的陶瓷电容器两并四串,回路电感均设计为160nH.外层LTD包含四只非晶磁芯,磁芯尺寸为外径1.72m高35mm,单只磁芯最大伏秒数5.3mV·s,内层LTD包含四只非晶磁芯,磁芯尺寸为外径1.26m高40mm,单只磁芯最大伏秒数2mV·s.内外层LTD初级储能部分均采用变压器油绝缘,次级部分为真空绝缘.

关键词：准分子放大器直线变压器驱动源方波脉冲谐波支路

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FLTD模块单支路放电对其他支路影响研究

FLTD模块单支路放电对其他支路影响研究

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第六届全国高能量密度物理会议

作者：梁天学孙凤举姜晓峰王志国魏浩张众西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

快脉冲模块化直线型变压器驱动源(简称FLTD)是国际上正在发展的一种新型初级储能快脉冲源技术，可产生前沿为60～200 ns的强流脉冲，不需要中间脉冲压缩和成形可直接驱动负载。在FLTD模块中，所有开关为并联，由于支路放电不可能完全一... 详细信息

快脉冲模块化直线型变压器驱动源(简称FLTD)是国际上正在发展的一种新型初级储能快脉冲源技术，可产生前沿为60～200 ns的强流脉冲，不需要中间脉冲压缩和成形可直接驱动负载。在FLTD模块中，所有开关为并联，由于支路放电不可能完全一致，因此早放电支路就会影响后放电支路的放电过程，研究单支路放电对其他支路的影响规律是研究多支路相互影响的基础。考虑到后击穿开关由于先击穿开关支路的影响，其两端电压降低到一定程度，引起后面开关触发延时增加甚至不能触发放电。本文在西安交通大学刘鹏博士建立的可模拟开关抖动的模型基础上串联一个击穿电压可设置的自击穿开关模型，给定开关自击穿电压阈值，开关两端电压大于这个阈值开关闭合，该阈值通过单个开关实验得到。基于该开关模型，对单级FLTD模块建立了电路仿真电路模型。电压控制开关及其附属控制部分可模拟开关自身抖动，自击穿开关可模拟支路间相互影响。

关键词：快脉冲直线变压器驱动源同步放电气体开关电路模拟

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两种不同引燃结构放电稳定性研究

两种不同引燃结构放电稳定性研究

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中国核学会2015年学术年会

作者：孙江呼义翔曾江涛孙凤举胡杨孙剑锋张鹏飞强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西北核技术研究所

间隙击穿和滑闪击穿是电触发trigatron开关常见的两种引燃结构,本文通过统计方法研究了这两种不同引燃结构放电击穿电压和脉冲放电时刻的稳定性。研究结果表明,滑闪击穿结构击穿电压小于间隙击穿结构,其对触发脉冲幅值的要求更低,同时... 详细信息

间隙击穿和滑闪击穿是电触发trigatron开关常见的两种引燃结构,本文通过统计方法研究了这两种不同引燃结构放电击穿电压和脉冲放电时刻的稳定性。研究结果表明,滑闪击穿结构击穿电压小于间隙击穿结构,其对触发脉冲幅值的要求更低,同时滑闪击穿放电时刻也较间隙击穿早,抖动也较小,采用滑闪击穿引燃trigatron开关有利于减小整个trigatron开关的击穿时间延迟和抖动。

关键词： Trigatron开关间隙击穿滑闪击穿抖动

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集成光学电场探头测量HEMP的系统误差分析

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强激光与粒子束 2015年第7期27卷 145-149页

作者：石跃武周辉聂鑫朱志臻王伟杨静孙蓓云相辉冯寒亮西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

讨论了集成光学电场探头测量高空电磁脉冲(HEMP)的系统误差。根据探测器传输函数和HEMP的表达式得出了误差方程。并通过对HEMP表达式的特征分析,对误差方程进行了简化。通过方程的求解,分析了探测器和HEMP波形的各项参数对测量结果的影... 详细信息

讨论了集成光学电场探头测量高空电磁脉冲(HEMP)的系统误差。根据探测器传输函数和HEMP的表达式得出了误差方程。并通过对HEMP表达式的特征分析,对误差方程进行了简化。通过方程的求解,分析了探测器和HEMP波形的各项参数对测量结果的影响。结果表明:误差随着双指数波幅值、半宽/前沿和探测器工作点漂移的增大而增大;探测器的5%和10%系统测量误差对应的最大测量幅值分别为半波电场的0.165倍和0.23倍。该结论可为此类探测器的使用提供参考。

关键词：高空核爆电磁脉冲电光探头电场测量系统误差线性测量区间

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基于Verilog-A模型的同轴电缆X射线响应电路仿真

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强激光与粒子束 2015年第10期27卷 200-203页

作者：赵墨吴伟李进玺程引会郭景海刘逸飞西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

针对核爆炸对电子系统中同轴电缆产生的系统电磁脉冲效应数值计算效率低的问题,分析了同轴电缆的在核爆脉冲X射线辐照下的电学行为,建立了同轴电缆的Verilog-A等效模型,并以SPICE模型为基础构建了核爆环境下同轴电缆系统电磁脉冲效应的... 详细信息

针对核爆炸对电子系统中同轴电缆产生的系统电磁脉冲效应数值计算效率低的问题,分析了同轴电缆的在核爆脉冲X射线辐照下的电学行为,建立了同轴电缆的Verilog-A等效模型,并以SPICE模型为基础构建了核爆环境下同轴电缆系统电磁脉冲效应的电路计算模型,该电路模型与传统数值模型相比,计算速率显著提高,同时该模型还可扩展用于同轴电缆两端连接半导体器件及功能电路的电子系统仿真。

关键词：同轴电缆系统电磁脉冲电路仿真瞬态响应

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μs前沿百kV激光触发水开关的实验研究

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强激光与粒子束 2015年第4期27卷 228-231页

作者：张信军吴撼宇西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

开展了百kVμs前沿脉冲作用下激光触发水开关的研究。水开关采用球板电极结构,球头轴向开激光通孔,高压极为平板电极。开关自击穿电压133kV,抖动263ns。实验研究了激光击穿弧长占据间隙不同比例、不同触发能量和不同触发时刻等因素对触... 详细信息

开展了百kVμs前沿脉冲作用下激光触发水开关的研究。水开关采用球板电极结构,球头轴向开激光通孔,高压极为平板电极。开关自击穿电压133kV,抖动263ns。实验研究了激光击穿弧长占据间隙不同比例、不同触发能量和不同触发时刻等因素对触发抖动的影响。结果表明激光触发可将抖动有效减小到30ns以内。触发能量高于19mJ时触发抖动与能量大小关系不大。

关键词：激光触发水开关抖动击穿时延

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大功率高压恒流充电源研制

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强激光与粒子束 2015年第9期27卷 246-250页

作者：杨实任书庆来定国张玉英杨莉姚伟博张永民强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究所) 西安710024

设计制作了一台大功率高压恒流充电源.该电源采用全桥串联谐振恒流充电拓扑结构,实现了0-30kV范围内输出可调,设计最大平均充电功率5kW.简要分析了电路的工作过程,给出了电路参数设计方法和设计实例,并进行了电路仿真和初步实验研究.实... 详细信息

设计制作了一台大功率高压恒流充电源.该电源采用全桥串联谐振恒流充电拓扑结构,实现了0-30kV范围内输出可调,设计最大平均充电功率5kW.简要分析了电路的工作过程,给出了电路参数设计方法和设计实例,并进行了电路仿真和初步实验研究.实验中,使用该电源对18μF电容实现了30kV,0.1Hz重频充电,充电功率约1.35kW,目前电源已累计充放电万余次,运行稳定可靠.

关键词：脉冲功率技术高压恒流充电大功率串联谐振重频

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符合HEMP早期波形标准的“春雷号”有界波模拟器

符合HEMP早期波形标准的“春雷号”有界波模拟器

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中国核学会2015年学术年会

作者：谢霖燊张国伟贾伟陈维青郭帆王伟西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室

IEC 61000-2-9作为一项国际性的民用标准,正被广泛引用,其定义的HEMP早期波形,上升时间为2.0～3.0 ns,半宽为（23±5）ns。为满足该标准,"春雷号"有界波模拟器进行了改造。脉冲源采用额定输出电压幅值达300kV、气体绝缘的... 详细信息

IEC 61000-2-9作为一项国际性的民用标准,正被广泛引用,其定义的HEMP早期波形,上升时间为2.0～3.0 ns,半宽为（23±5）ns。为满足该标准,"春雷号"有界波模拟器进行了改造。脉冲源采用额定输出电压幅值达300kV、气体绝缘的Marx发生器;峰化开关和峰化电容采用一体化设计,放置在SF气体绝缘腔中;传输线采用锥形结构,前锥角为15°,后锥角45°,传输线最大高度5 m,最大宽度6 m,传输线末端采用多个膜电阻串并联作为负载。最终实测波形满足标准规定的指标范围,可供较大尺寸设备或子系统的EMP效应、加固性能评估试验研究。

关键词：有界波电磁脉冲模拟器 IEC 61000-2-9

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高密度差多层球壳双能CT图像重建方法

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强激光与粒子束 2015年第4期27卷 169-173页

作者：夏惊涛王群书马继明李斌康宋朝晖周海生马戈唐波西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安710024

对含高密度差材料的大尺寸多层球壳构件采用双能CT方法进行无损检测,当采用高能射线扫描时,低Z材料区对射线基本无阻挡,而采用低能射线扫描时又会被高Z材料区截断,因此需要根据双能射线投影特征开展针对性的图像重建方法研究。首先,根... 详细信息

对含高密度差材料的大尺寸多层球壳构件采用双能CT方法进行无损检测,当采用高能射线扫描时,低Z材料区对射线基本无阻挡,而采用低能射线扫描时又会被高Z材料区截断,因此需要根据双能射线投影特征开展针对性的图像重建方法研究。首先,根据材料结构特征建立仿真模型,分别模拟得到高、低能射线的投影正弦图,然后采用滤波反投影和代数重建法等算法进行图像重建。通过仿真和比较分析,得出先融合投影再重建图像的方法要整体优于先分别重建再融合图像的方法。另外,为保证图像重建质量,在进行扫描射线能量选择时,要考虑提高局部投影质量,更要尽量减少被截断的总投影量。

关键词：双能CT 图像重建多层球壳仿真

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基于薄膜开关的全自动快前沿高压方波发生器研制

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原子能科学技术 2015年第B10期49卷 533-538页

作者：张国伟陈志强王海洋陈维青谢霖燊何小平赵昕西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室陕西西安710024

本文研制了一台基于薄膜开关的全自动方波发生器，设计了紧凑化低电感薄膜开关，分析了影响薄膜开关输出特性的因素，包括回路电感、阻抗、传输线长度、杂散电容、电感等对输出波形的影响；设计了自动换膜结构及基于触摸屏和PI。C控制... 详细信息

本文研制了一台基于薄膜开关的全自动方波发生器，设计了紧凑化低电感薄膜开关，分析了影响薄膜开关输出特性的因素，包括回路电感、阻抗、传输线长度、杂散电容、电感等对输出波形的影响；设计了自动换膜结构及基于触摸屏和PI。C控制的全自动控制系统。实测了方波发生器的输出波形，输出电压幅值2～8kV可调，前沿1．25ns，脉宽20～100ns可调。该装置在高压脉冲分压器标定、电磁脉冲效应研究等领域有广泛的应用价值。

关键词：全自动方波发生器薄膜开关上升沿脉宽

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