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| 1 | 可控核聚变科学技术前沿问题和进展显示文摘可控核聚变能源是未来理想的清洁能源。国际磁约束聚变界近期研究的焦点是国际热核聚变实验堆(ITER)项目。本文介绍了ITER计划的科学目标和工程技术目标中的前沿问题,提出了我国磁约束聚变近期、中期和远期技术目标,制定了中国磁约束聚变发展路线图。在惯性约束聚变(ICF)领域,Z箍缩作为能源更具潜力。美国Sandia国家实验室Z/ZR装置的实验进展显著。我国在Z箍缩辐射源物理和驱动ICF技术路线,尤其是在驱动器与Z箍缩负载能量耦合物理方面开展了大量基础研究。笔者建议我国继续执行ITER国际合作计划,全面掌握聚变实验堆技术;积极推进中国聚变工程试验堆(CFETR)主机关键部件研发、适时启动CFETR项目的全面建设;支持新一代大电流脉冲功率实验平台建设,尽快实现Z箍缩聚变点火,探索Z箍缩驱动惯性约束聚变裂变混合堆。 | 高翔 万元熙 丁宁 彭先觉 | 2018 | 中国工程科学2018，20，3： | 16 |
| 2 | 快Z箍缩百太瓦级脉冲驱动源概念设计的发展显示文摘快Z箍缩在强辐射效应、惯性约束聚变、材料特性、天体物理和其他高能量密度物理方面具有重要应用,要满足上述多种需求,迫切需建电流数十兆安、前沿百纳秒,功率百太瓦级的脉冲功率驱动源。本文综述了Marx水线电容储能多级脉冲压缩传统技术路线和直接驱动FLTD型技术路线的快Z箍缩百太瓦级脉冲驱动源的研究现状、发展趋势,分析了两种技术路线的主要制约因素和前景,梳理了研制百太瓦级、电流数十兆安的快Z箍缩驱动源需要解决的主要关键技术和科学问题。 | 孙凤举 邱爱慈 魏浩 姜晓峰 王志国 | 2017 | 现代应用物理2017，8，2： | 14 |
| 3 | 磁驱动平面准等熵加载装置、实验技术及应用研究新进展显示文摘利用脉冲大电流装置产生随时间变化平滑上升的磁压力,实现对平面、柱面等不同结构样品的磁驱动准等熵(斜波)压缩,为极端条件下材料动力学研究提供了一种偏离Hugoniot状态热力学路径的加载手段。本文从磁驱动准等熵加载装置、实验技术、数据处理方法等方面综述了磁驱动准等熵加载技术研究近十年的新进展,评述了利用磁驱动准等熵加载技术和方法开展极端条件下材料高压状态方程、高压强度与本构关系、相变与相变动力学等方面研究的进展情况,展望了磁驱动准等熵加载技术发展及其在材料动力学、武器物理和高能量密度物理等方面的应用前景。 | 王桂吉 罗斌强 陈学秒 张旭平 种涛 蔡进涛 谭福利 孙承纬 | 2021 | 爆炸与冲击2021，41，12： | 4 |
| 4 | Z箍缩聚变及高能量密度应用研究进展显示文摘基于脉冲功率技术的Z箍缩过程可以实现驱动器电储能到X光辐射的高效率转换,形成极端温度、密度、压力条件,近年来在惯性约束聚变及高能量密度应用中取得了一系列重要进展。综述了国际上辐射间接驱动和磁直接驱动两条Z箍缩聚变技术路线发展现状,简要介绍了我国Z箍缩聚变尤其是7~8 MA脉冲功率装置上的动态黑腔研究进展;分别从辐射与物质相互作用、辐射不透明度、材料动态特性、实验室天体物理等方面,概述了Z箍缩应用于高能量密度物理研究的技术路线和主要成果。希望通过对Z箍缩聚变及高能量密度应用研究的论述和发展趋势分析,推动我国Z箍缩研究领域的进一步发展。 | 肖德龙 丁宁 王冠琼 王小光 李晨光 毛重阳 | 2020 | 强激光与粒子束2020，32，9： | 3 |
| 5 | “聚龙一号”4层绝缘堆和真空区电路模拟方法显示文摘建立了'聚龙一号'驱动器4层绝缘堆和真空区电路模型。在4层绝缘堆入口处,采用预测-校正的计算方法处理4层绝缘堆的输入电流分配问题,避免了复杂的二维电路模拟,既保证了精度,又大大提高了计算效率。将此新模型加入FCM-PTS程序中,与零维负载内爆动力学程序耦合,得到了各层外磁绝缘传输线的电流波形模拟结果,并改善了负载电流峰值的模拟结果与实验结果的一致性。 | 毛重阳 薛创 肖德龙 丁宁 | 2020 | 强激光与粒子束2020，32，2： | 3 |
| 6 | 聚龙一号装置磁驱动加载实验的全电路模拟显示文摘聚龙一号装置由24路模块并联组成,通过调整24路模块中激光触发气体开关的导通时序可实现负载电流波形的精确调节,以满足磁驱动加载实验所要求的负载电流波形灵活调节的需求。针对聚龙一号装置开展的磁驱动加载实验,建立了能够描述能量从Marx发生器开始至负载整个传输过程的全电路模型,开发了相应的电路计算程序,并基于实验结果对计算程序进行了校验,电路模拟结果与实验结果符合较好。电路模拟程序的计算效率比采用Pspice软件进行全电路计算的效率显著提高,其不仅可应用于在给定激光触发气体开关导通时序的情况下对聚龙一号装置的输出特性进行预测和评估,同时也为负载电流波形调节的方案设计提供了一种有效工具。 | 郭帆 王贵林 邹文康 陈林 谢卫平 | 2018 | 强激光与粒子束2018，30，12： | 3 |
| 7 | 聚龙一号主开关导通时刻对负载电流的影响显示文摘利用FCM-PTS程序与负载动力学程序耦合模拟研究了聚龙一号装置中主开关导通时刻对Z箍缩实验中负载电流峰值和上升时间的影响。结果表明,虽然聚龙一号装置上下支路三平板传输线的单向传输时间相差20ns,但是当上下支路主开关导通时刻的时间差为22ns时,负载电流的峰值最大,上升时间最短。将上下支路主开关导通时刻的时间差设置为20ns和22ns时,主开关导通时刻10ns的抖动导致负载电流峰值损失最大值分别为163kA和136kA,上升时间最多分别延长2.4ns和2.9ns。 | 毛重阳 薛创 肖德龙 王小光 王冠琼 丁宁 | 2019 | 强激光与粒子束2019，31，1： | 2 |
| 8 | 双极性加载脉冲源中储开关同步击穿特性显示文摘采用2级压缩回路和双极性脉冲叠加技术可以获得高电压快脉冲,但这对脉冲源各级开关同步特性要求较高。为研究初级源对中间储能电容器充电时间约120 ns时中储开关击穿特性对脉冲源运行的影响,文中分析了一种双极性加载脉冲源对中储开关同步击穿的要求,通过实验获得了自触发预电离中储开关在相应充电时间下的击穿电压、时延及抖动特性,并根据实验数据计算了正、负极性脉冲下中储开关击穿时延差值的概率分布。结果表明,该双极性脉冲源需要控制中储开关击穿时延差值小于10 ns;自触发预电离中储开关在0.2~0.7 MPa氮气中、不同极性脉冲下的击穿时延抖动均小于3 ns;取99.99%置信区间时,气压0.5~0.7 MPa时正、负极性中储开关击穿时延差值小于10.8 ns。该结果可作为考核中储开关同步特性和分析峰化电容器绝缘裕度设计要求的参考。 | 王天驰 陈伟 王海洋 杜应超 | 2021 | 高电压技术2021，47，9： | 2 |
| 9 | 大型Z箍缩装置中心汇流区电感计算显示文摘为了快速估算大型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。 | 龚振洲 魏浩 范思源 孙凤举 邱爱慈 | 2022 | 西安交通大学学报2022，56，6： | 1 |
| 10 | 磁绝缘感应电压叠加器注入电流空间非均匀分布及影响因素分析显示文摘磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典型结构下感应腔初级注入电流空间分布和次级磁场强度的分布特性。给出电流不均匀系数δ(t)的动态变化过程,仿真分析注入电流脉宽、感应腔初级绝缘介质、脉冲馈入路数及时间抖动等因素对δ(t)的影响规律。结果表明,δ(t)动态过程分为快速下降、稳定和缓慢下降三个阶段,注入电流脉宽影响稳定阶段持续时间和缓慢下降阶段;初级绝缘介质影响感应腔内电磁脉冲传播速率,进而对电流空间分布产生影响;注入脉冲路数对注入电流空间分布有决定性影响;双路脉冲馈入感应腔注入时间不同步时,不均匀系数发生改变。开展了单级感应腔注入电流空间分布实验,验证了电磁计算的正确性。 | 魏浩 孙凤举 邱爱慈 呼义翔 | 2017 | 电工技术学报2017，32，20： | 1 |
| 11 | 平响应X射线光阴极的理论设计与计算模拟显示文摘给出了适用于0.1~5keV的平响应X射线光阴极的设计方案.采用两层不同厚度、相同面积的相同金属材料制备X射线光阴极,两金属层的厚度和微观结构经过优化后,在惯性约束聚变实验感兴趣的能区具有良好的平响应特征,不需要复杂的解谱过程.选取4种不同的光阴极材料,改变厚度和占空比设计,计算得到了光阴极不平整度.模拟结果表明,该光阴极在0.1~5keV能量响应基本一致,不平整度优于5%. | 王传珂 李晋 杨鸣 王保清 李廷帅 易涛 刘慎业 | 2017 | 光子学报2017，46，5： | 1 |
| 12 | 聚龙一号装置的强电磁干扰对PDV的影响研究显示文摘光子多普勒测速系统(PDV)常采用全光纤模式,操作方便,已成为材料超高压动态实验获取动力学特性的重要诊断技术。测速范围和精度与光电传感器和数据采集仪器有关,激光到达靶面后返回光电转换器,速度由多普勒引起的频率变化直接解读。聚龙一号装置是开展材料动态实验的重要平台,放电电流峰值5~8 MA,0~100%上升时间300~750 ns。在装置放电过程中,靶室和大厅中的强电磁干扰可以达到10~300 MHz,当干扰耦合进返回光信号后,导致速度剖面解读困难。采用聚四氟乙烯绝缘膜和导电铝膜包覆测速探针很好地抑制了强电磁干扰信号对光信号的干扰,大大提高了速度测量数据的有效性。 | 王贵林 张朝辉 孙奇志 杨雯捷 计策 丰树平 | 2019 | 强激光与粒子束2019，31，10： | 1 |
| 13 | 多路并联LTD型Z箍缩装置电路参数优化显示文摘基于传输线电路编码和粒子群引力搜索算法,建立了多路并联大型Z箍缩装置电路参数自动优化方法。在给定负载(丝阵质量、初始半径及高度、压缩比等)和预期输出指标(电流峰值、聚爆时间等)等要求下,考虑了快脉冲直线型变压器驱动源(linear transformer driver,LTD)单感应腔和绝缘堆栈等核心部件的工程限制参数,获得使Z箍缩装置能量传输效率最大的LTD感应腔串并联组合数量、绝缘堆外半径、整体径向线电长度及输出阻抗等参数。采用该方法优化获得的Z-300装置参数和文献结果吻合。以峰值电流为30 MA、聚爆时间为157 ns的Z箍缩设计装置为例,分析了绝缘堆栈最大平均工作电场强度、LTD初级脉冲源充电电压和LTD感应腔参数等对电路参数的影响。 | 范思源 魏浩 龚振洲 李鹏超 孙凤举 邱爱慈 | 2022 | 现代应用物理2022，13，4： | 0 |
| 14 | Review of solid-state linear transformer driver technology显示文摘This paper is a review of recent developments in solid-state linear transformer driver(SSLTD)for applications to pulsed power generation.It summarizes the technological advances reported by previous publications and interprets the experimental progresses.The application of solid-state LTDs has been proved to be an attractive approach to make compact and repetitive pulsed power generators that have been sought by a variety of industrial applications and scientific researches.Their advantages and disadvantages compared with their alternatives are reported and analyzed in this paper.Future technical trends of solid-state LTDs are also discussed. | Weihua Jiang | 2018 | Matter and Radiation at Extremes2018，3，4： | 0 |
| 15 | Numerical studies on the radiation uniformity of Z-pinch dynamic hohlraum显示文摘Radiation uniformity is important for Z-pinch dynamic hohlraum driven fusion. In order to understand the radiation uniformity of Z-pinchdynamic hohlraum, the code MULTI-2D with a new developed magnetic field package is employed to investigate the related physical processeson Julong-I facility with drive current about 7e8 MA. Numerical simulations suggest that Z-pinch dynamic hohlraum with radiation temperaturemore than 100 eV can be created on Julong-I facility. Although some X-rays can escape out of the hohlraum from Z-pinch plasma and electrodes, the radiation field near the foam center is quite uniform after a transition time. For the load parameters used in this paper, the transitiontime for the thermal wave transports from r = 1 mm to r = 0 mm is about 2.0 ns. Implosion of a testing pellet driven by cylindrical dynamichohlraum shows that symmetrical implosion is hard to achieve due to the relatively slow propagation speed of thermal wave and the compressionof cylindrical shock in the foam. With the help of quasi-spherical implosion, the hohlraum radiation uniformity and corresponding pelletimplosion symmetry can be significantly improved thanks to the shape modulation of thermal wave front and shock wave front. | Fuyuan Wu Yanyun Chu Rafael Ramis Zhenghong Li Yanyun Ma Jianlun Yang Zhen Wang Fan Ye Zhanchang Huang Jianmin Qi Lin Zhou Chuan Liang Shijia Chen Zheyi Ge Xiaohu Yang Shangwu Wang | 2018 | Matter and Radiation at Extremes2018，3，5： | 0 |
| 16 | 激光聚变内爆流体不稳定性基础问题研究进展显示文摘激光聚变有望一劳永逸地解决人类的能源问题,因而受到国际社会的普遍重视,一直是国际研究的前沿热点。目前实现激光惯性约束聚变所面临的最大科学障碍(属于内禀困难)是对内爆过程中高能量密度流体力学不稳定性引起的非线性流动的有效控制,对其研究涵盖高能量密度物理、等离子体物理、流体力学、计算科学、强冲击物理和高压原子物理等多个学科,同时还要具备大规模多物理多尺度多介质流动的数值模拟能力和高功率大型激光装置等研究条件。作为新兴研究课题,高能量密度非线性流动问题充满了各种新奇的现象亟待探索。此外,流体力学不稳定性及其引起的湍流混合,还是天体物理现象(如星系碰撞与合并、恒星演化、原始恒星的形成以及超新星爆炸)中的重要过程,涉及天体物理的一些核心研究内容。本文首先综述了高能量密度非线性流动研究的现状和进展,梳理了其中的挑战和机遇。然后介绍了传统中心点火激光聚变内爆过程发生的主要流体力学不稳定性,在大量分解和综合物理研究基础上,凝练出了目前制约美国国家点火装置(NIF)内爆性能的主要流体不稳定性问题。接下来,总结了国外激光聚变流体不稳定性实验物理的研究概况。最后,展示了内爆物理团队近些年在激光聚变内爆流体不稳定性基础性问题方面的主要研究进展。该团队一直从事激光聚变内爆非线性流动研究与控制,以及聚变靶物理研究与设计,注重理论探索和实验研究相结合,近年来在内爆重要流体力学不稳定性问题的解析理论、数值模拟和激光装置实验设计与数据分析等方面取得了一系列重要成果,有力地推动了该研究方向在国内的发展。 | 王立锋 叶文华 陈竹 李永升 丁永坤 赵凯歌 张靖 李志远 杨云鹏 吴俊峰 范征锋 薛创 李纪伟 王帅 杭旭登 缪文勇 袁永腾 涂绍勇 尹传盛 曹柱荣 邓博 杨家敏 江少恩 董佳钦 方智恒 贾果 谢志勇 黄秀光 傅思祖 郭宏宇 李英骏 程涛 高振 方丽丽 王保山 王英华 曾维新 卢艳 旷圆圆 赵振朝 陈伟 戴振生 谷建法 葛峰峻 康洞国 张桦森 乔秀梅 李蒙 刘长礼 申昊 许琰 高耀明 刘元元 胡晓燕 徐小文 郑无敌 邹士阳 王敏 朱少平 张维岩 贺贤土 | 2021 | 强激光与粒子束2021，33，1： | 0 |
| 17 | Compact Z-pinch radiation source dedicated to broadband absorption measurements显示文摘In order to acquire a broadband absorption spectrum in a single shot,a compact radiation source was developed by using a Z-pinch type electric discharge.This paper presents the mechanical and electrical construction of the source,as well as its electrical and optical characteristics,including the intense continuum of radiation emitted by the source in the UV and visible spectral range.It also shows that the compactness of the source allows direct coupling with the probed medium,enabling broadband absorption measurement in the spectral range of 200e300 nm without use of an optical fiber which strongly attenuates the light in the short wavelength range.Concretely,thanks to this source,broadband spectral absorption of NO molecules around 210 nm and that of OH molecules around 310 nm were recorded in this direct coupling arrangement.Copper atom spectral absorption around 325 nm of the peripheral cold zones of an intense transient arc was also recorded. | Dunpin Hong Herve Rabat Erwan Le Menn Clement Zaepffel Jean-Marc Bauchire | 2016 | Matter and Radiation at Extremes2016，1，3： | 0 |
| 18 | 7~8 MA条件下MagLIF集成实验关键问题理论研究与设计显示文摘针对国内7~8 MA脉冲功率装置驱动条件,通过耦合等效电路模型和McBride等人发展的半解析模型,研究了MagLIF总体能量学过程及中子产额随关键参数的变化规律,获得了中子产额大于1010的参数设计区间。结果表明:7~8 MA驱动条件、套筒材料、负载高度、燃料半径与密度、预热能量、外加轴向磁场等多因素共同决定了燃料的最终压缩状态;预热能量越大,燃料初始升温以及滞止时刻升温越高,中子产额越高;轴向磁场增加,热传导能量损失减小,但燃料收缩比也会减小,因此存在优化轴向磁场以获得较高中子产额;杂质质量分数超过10%,中子产额开始显著下降。燃料密度0.7 mg/cm^(3)、外加轴向磁场27 T、预热能量200 J、杂质质量分数小于50%的条件下,可以获得3.5×10^(10)中子产额,从而有望在7~8 MA条件下建立MagLIF关键问题研究平台。 | 肖德龙 王小光 王冠琼 毛重阳 孙顺凯 | 2023 | 强激光与粒子束2023，35，2： | 0 |
| 19 | 中能X光机触发系统显示文摘介绍了中能X光机装置触发系统研制和相关实验结果,触发系统包括主机6个支路激光开关的触发和主机放电的触发。其中6个支路的触发由6台YAG四倍频激光器完成,主机放电电触发系统由1台YAG四倍频激光器来触发。实验结果表明:每台激光器出光时间抖动σ小于等于0.3 ns,激光开关导通延迟时间约25 ns,抖动σ小于等于1.2 ns,电触发系统中激光与触发器输出电压之间的时间抖动σ为0.5 ns,匹配负载上电压大于120 kV,前沿约28 ns,脉宽150 ns。中能X光机在杆箍缩二极管负载上获得最大输出为4.2 MV/100 kA的电脉冲,电压脉冲半高宽约55 ns,输出的X射线时间抖动σ为3.4 ns。实验结果表明触发系统具备对6个支路精确调节和控制的能力,确保了中能X光机装置的高可靠性。 | 何安 郭帆 康军军 夏明鹤 丁瑜 周良骥 耿力东 卫兵 袁建强 谢卫平 | 2022 | 强激光与粒子束2022，34，11： | 0 |
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