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介质壁加速器用固态脉冲形成线设计与实验

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谌怡, 刘毅, 陈莹, 王卫, 夏连胜, 张篁, 潘海峰, 吕璐, 张文斌, 朱隽, 石金水, 章林文, 邓建军. 2014: 介质壁加速器用固态脉冲形成线设计与实验, 强激光与粒子束, null(10): 105102. doi: 10.11884/HPLPB201426.105102
引用本文: 谌怡, 刘毅, 陈莹, 王卫, 夏连胜, 张篁, 潘海峰, 吕璐, 张文斌, 朱隽, 石金水, 章林文, 邓建军. 2014: 介质壁加速器用固态脉冲形成线设计与实验, 强激光与粒子束, null(10): 105102. doi: 10.11884/HPLPB201426.105102
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Shen Yi, Liu Yi, Chen Ying, Wang Wei, Xia Liansheng, Zhang Huang, Pan Haifeng, LLu, Zhang Wenbin, Zhu Jun, Shi Jinshui, Zhang Linwen, Deng Jianjun. 2014: Design and experiments of solid-state pulse forming lines for dielectric wall accelerator, High Power Lase and Particle Beams, null(10): 105102. doi: 10.11884/HPLPB201426.105102
Citation: Shen Yi, Liu Yi, Chen Ying, Wang Wei, Xia Liansheng, Zhang Huang, Pan Haifeng, LLu, Zhang Wenbin, Zhu Jun, Shi Jinshui, Zhang Linwen, Deng Jianjun. 2014: Design and experiments of solid-state pulse forming lines for dielectric wall accelerator, High Power Lase and Particle Beams, null(10): 105102. doi: 10.11884/HPLPB201426.105102
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介质壁加速器用固态脉冲形成线设计与实验

  • 中国工程物理研究院 流体物理研究所，脉冲功率科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900

  • 中国科学院 上海硅酸盐研究所,上海,200050

Design and experiments of solid-state pulse forming lines for dielectric wall accelerator

  • 摘要: 设计和研制了一种 CaO-TiO2-Al2 O3复合陶瓷平板固态脉冲形成线,以期用于介质壁加速器。该脉冲形成线的几何参数为：陶瓷介质长度300 mm,宽度15 mm,厚度1 mm；银电极长度280 mm,宽度2 mm。电性能参数为：相对介电常数约23.5,特征阻抗约26Ω,电长度约4.5 ns,直流耐压场强大于20 kV/mm,在μs量级上升时间的脉冲电压下绝缘强度大于25 kV/mm。该固态脉冲形成线设计兼顾了光导开关的使用要求、高梯度绝缘子的设计指标、带电粒子束的输运及加速器的结构设计要求。结合 GaAs 光导开关,开展了固态Blumlein脉冲形成线实验研究工作,在脉冲充电电压约25 kV 的条件下,固态 Blumlein脉冲形成线实现脉冲电压输出约23 kV。
    Abstract: The solid-state pulse forming lines (PFL)of CaO-TiO2-Al2 O3 composite ceramic are designed and manufactured for the dielectric wall accelerator.The PFL’s geometric parameters are 300 mm long,15 mm wide,1mm thick of ceramic dielec-tric and 280 mm long,2 mm wide of silver electrode.The electrical parameters are 23.5 relative dielectric constant,about 26 Ωcharacteristic impedance,4.5 ns characteristic time,20 kV/mm and 25 kV/mm breakdown field strength for DC and pulsed high voltage.The solid-state PFL’s design gives consideration to operating requirement of photoconductive semiconductor switches (PCSS),design parameters of high gradient insulator,charged particle beams transport and accelerator’s structural design.Com-bined with the PCSS,the experimental research of solid-state Blumlein PFL is performed.The solid-state Blumlein PFL could output about 23 kV pulsed voltage on the load under about 25 kV pulsed voltage.
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出版历程
  • 刊出日期:  2014-10-30

介质壁加速器用固态脉冲形成线设计与实验

  • 中国工程物理研究院 流体物理研究所，脉冲功率科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
  • 中国科学院 上海硅酸盐研究所,上海,200050

摘要: 设计和研制了一种 CaO-TiO2-Al2 O3复合陶瓷平板固态脉冲形成线,以期用于介质壁加速器。该脉冲形成线的几何参数为：陶瓷介质长度300 mm,宽度15 mm,厚度1 mm；银电极长度280 mm,宽度2 mm。电性能参数为：相对介电常数约23.5,特征阻抗约26Ω,电长度约4.5 ns,直流耐压场强大于20 kV/mm,在μs量级上升时间的脉冲电压下绝缘强度大于25 kV/mm。该固态脉冲形成线设计兼顾了光导开关的使用要求、高梯度绝缘子的设计指标、带电粒子束的输运及加速器的结构设计要求。结合 GaAs 光导开关,开展了固态Blumlein脉冲形成线实验研究工作,在脉冲充电电压约25 kV 的条件下,固态 Blumlein脉冲形成线实现脉冲电压输出约23 kV。

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