《高功率Z箍缩等离子体辐射诊断》讲义

高功率Z箍缩 等离子体辐射诊断

高功率Z箍缩 等离子体辐射诊断

■Z箍缩及其等离子体辐射特征 可见光及紫外光图像诊断 软X射线图像诊断 软X射线能谱诊断 辐射总功率测量 基础辐射诊断条件保障

▪ Z箍缩及其等离子体辐射特征 ▪ 可见光及紫外光图像诊断 ▪ 软X射线图像诊断 ▪ 软X射线能谱诊断 ▪ 辐射总功率测量 ▪ 基础辐射诊断条件保障

z- pinch研究是从大电流放电和受控核聚变 研究中发展起来的,它是指在强脉冲电流 驱动条件下,线型负载(柱型、筒型)电 离并在磁场作用下向轴线高速箍缩形成高 温、高密度等离子体的过程

▪ Z-pinch研究是从大电流放电和受控核聚变 研究中发展起来的，它是指在强脉冲电流 驱动条件下，线型负载（柱型、筒型）电 离并在磁场作用下向轴线高速箍缩形成高 温、高密度等离子体的过程

Current kinetic and electrical energy B-Field electrical energy internal (shock heating 丿 XB Force kinetic energy x rays Initiation Implosion Stagnation

20世纪50年代中期,前苏联科学家就探索了利用 脉冲放电箍缩等离子体以实现可控热核聚变的可 能性。但由于受到界面不稳定性现象的影响和当 时技术条件所限,未能获得较理想的结果。1995 年 Sandia实验室在 Saturn装置(I~7MA)上Z Pinch光功率由过去长期停留在20W增至了85TW, 于是把原来 PBFA-I加速器改造用于Z- Pinch研究, 使负载电流达到了20MA,并于1997年底获得了X光 功率290W,X光能量1.8MJ,黑腔辐射场温度约 155eV的具有里程碑性质的最新水平

▪ 20世纪50年代中期，前苏联科学家就探索了利用 脉冲放电箍缩等离子体以实现可控热核聚变的可 能性。但由于受到界面不稳定性现象的影响和当 时技术条件所限，未能获得较理想的结果。 1995 年 Sandia 实验室在 Saturn 装 置 (I ～ 7MA) 上 Z￾PinchX光功率由过去长期停留在20TW增至了85TW， 于是把原来PBFA-II加速器改造用于Z-Pinch研究， 使负载电流达到了20MA，并于1997年底获得了X光 功率290TW，X光能量1.8MJ，黑腔辐射场温度约 155eV的具有里程碑性质的最新水平

高功率 Z-pinch研究具有重要的需求背景和 应用前景。首先,它已成为目前最有效的 核爆Ⅹ射线辐射模拟源,用于Ⅹ射线效应和 材料特性等抗辐射加固方面的研究。其次, 高功率z- pinch是实现惯性约束聚变(ICF) 的一种技术途径,用于在实验室中研究核 聚变和核武器物理过程

▪ 高功率Z-pinch研究具有重要的需求背景和 应用前景。首先，它已成为目前最有效的 核爆X射线辐射模拟源，用于X射线效应和 材料特性等抗辐射加固方面的研究。其次， 高功率Z-pinch是实现惯性约束聚变（ICF） 的一种技术途径，用于在实验室中研究核 聚变和核武器物理过程

Pulsed-power accelerators with z-pinch loads provide efficient time compression and power amplification Target Chamber 11.5 MJ stored energy 19 MA peak load current 40 TW electrical power to load 100-250 TW X-ray power 1-1.8 MJ X-ray energy 42003·R+E

ANGARA-5-1 TRINITI ANGARA-5-1 Pulsed Power Facility FIELD OF ACTVTY inertial confinement fusion high energy density physics X-ray matter interaction number of units 8 output pulse ehergy 600kJ pulse duration 90 ns pulse current 6 MA pulse wer 6 TW shot per day 3-4 loads: gas puff wire array z-pinch

ANGARA-5-1 Pulsed Power Facility FIELD OF ACTIVITY: ➢ inertial confinement fusion ➢ high energy density physics ➢ x-ray matter interaction number of units 8 output pulse energy 600 kJ pulse duration 90 ns pulse current 6 MA pulse power 6 TW shot per day 3-4 loads: gas puff, wire array z-pinch ANGARA-5-1, TRINITI

S-300 Pulsed Power Facility FIELD OF ACTMTY o inertial confinement fusion o high energy density physIcs o X-ray matter interaction number of units 8 output pulse energy 300kj pulse duration 100ns pulse current 4 MA output Impedance 0.15 Ohm oads gas puff. wire array h

S-300 Pulsed Power Facility FIELD OF ACTIVITY: o inertial confinement fusion o high energy density physics o x-ray matter interaction number of units 8 output pulse energy 300 kj pulse duration 100 ns pulse current 4 MA output impedance 0.15 Ohm loads: gas puff, wire array z-pinch Russian Research Centre “Kurchatov Institute