用于LTD模块的多间隙气体开关

针对800 kA,0.1 Hz重复频率LTD模块设计新的多间隙气体开关，要求在较高工作电压(高于80 kV)和较低工作系数(低于70%)下抖动优于2 ns。通过电场仿真分析，优化了气体开关电极形状。串联间隙从4个增加为6个，总间隙长度为36 mm，充电100 kV、触发100 kV时触发间隙场畸变系数为3.98。实验表明，新气体开关静态自击穿性能稳定，动态触发性能可靠。充电90 kV、工作系数60%时击穿延时40.1 ns，抖动1.3 ns。     

紧凑型纳秒高压脉冲发生器研制

研制了一台紧凑型纳秒高压脉冲发生器。该发生器主要由铁芯变压器、脉冲形成线、油间隙自击穿开关组成。在变压器和形成线之间加入了一个50 pF的谐振电容和1.15 mH的谐振电感,通过三谐振设计,使发生器在不降低输出电压的情况下,降低了变压器次级绕组的电压,实现了脉冲发生器小型化。对该发生器进行了详细的设计、模拟和实验,结果表明:该发生器可在二极管上输出峰值约500 kV、脉宽2.2 ns的高压脉冲;电子束二极管产生的X射线在距二极管靶窗20 cm处辐射剂量为20 mR,可用于辐射探测系统闪烁体的时间响应测量。     

多间隙气体开关电晕均压结构优化

电晕针均压的多间隙气体开关，其各间隙电晕电流一致性会直接影响开关的耐压稳定性。在工作气压0.1，0.2，0.3，0.4 MPa条件下，实验测量了六间隙气体开关在不同电压下的各间隙电晕电流。结果显示，针-板间隙电晕电流明显高于针-杆间隙电晕电流。对针-板间隙进行结构调整并进行三维静电场仿真。对调整结构后的针-板间隙进行电晕电流测试，测试数据的变化趋势与仿真结果相符。基于实验和仿真结果，优化了针-板间隙中电晕针的高度，充电25 kV时，开关各间隙电晕电流的相对标准偏差最大为8%。     

500 kV亚纳秒脉冲X光机研制

高能量亚纳秒脉冲X射线可用于精确定标辐射探测系统的时间响应特性和探测灵敏度，对于脉冲辐射场诊断技术研究具有重要意义。研制了一种小型化、可移动的亚纳秒脉冲X射线源，装置占地区域尺寸为1.2 m×40 cm，重142 kg。设计了双锥形绕组同轴结构变压器，采用新颖的三谐振变压技术，将纳秒脉冲形成线充电至520 kV，通过油介质自击穿开关放电，输出370 kV，3.8 ns的高压脉冲。设计了多级过匹配传输线提升输出电压，并利用油介质peaking-chopping开关进行脉冲压缩，产生了峰值520 kV、半高宽0.5 ns、功率1.8 GW的高压脉冲。基于Child-Langmuir定理，设计了刀刃阴极X光管，在520 kV电压下的运行阻抗为150 Ω，管前20 cm处的X射线峰值能量注量率约为1×1016 MeV·cm-2·s-1，累积照射量为4.1 mR。