“强光一号”二级Al丝阵实验研究

作     者：张金海 邱爱慈 王亮平 李沫 孙铁平 吴撼宇 丛培天 

作者单位：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 清华大学工程物理系 

会议名称：《中国核学会2017年学术年会》

会议日期：2018年

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51237006) 

关 键 词：Z箍缩 二级丝阵 反转型丝阵 汽化 核冕结构 

摘      要：作为一种特殊的Z箍缩负载构型,二级丝阵主要由上层负载丝阵和下层反转型丝阵构成,其中负载丝阵的结构和丝数与普通丝阵类似,而反转型丝阵构型与普通丝阵相反,其在电流自磁场的作用下发生外爆,起到断路开关的作用,断路时间主要取决于铝丝参数。二级丝阵设计时满足:在装置的预脉冲阶段大部分电流通过反转型丝阵,少部分电流经过负载丝阵进行预处理,以使铝丝全部汽化,抑制核冕结构的产生。基于强光一号加速器(1.4 MA,约100ns),开展了二级Al丝阵的实验研究。实验中二级Al丝阵等长,均为20 mm,负载丝阵为8根15μm铝丝,反转型丝阵为2根15μm铝丝。实验结果表明,在装置的预脉冲及主电流开始的一段时间里,反转型丝阵首先发生消融并外爆,断路时间为45～50 ns;负载Al丝阵在电流开始阶段实现了完全汽化,丝核膨胀至1.7～1.8 mm,抑制了核冕结构的产生,同时在后续内爆阶段,降低了等离子体不稳定性的发展速度,减少了拖尾质量。