Z箍缩内爆产生的电磁脉冲辐射

• 作者: 丰树平 任晓东 但加坤 何安 卫兵 周少彤 夏明鹤 张思群 欧阳凯 段书超 王勐 蔡红春 计策 谢卫平 黄显宾
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Z箍缩 内爆 电磁脉冲
• 年，卷（期）: 2013,（24）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理
• 页码范围: 245201-1-245201-6
• 页数: 1页
• 字数: 2304字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.245201

摘要

讨论了Z箍缩内爆产生的低频电磁脉冲的辐射特性.Z箍缩驱动金属丝阵或固体套筒高速内爆,部分磁能通过与负载的运动耦合而向外辐射.理论结果表明,电磁脉冲辐射功率由电流和内爆轨迹共同决定.在中国工程物理研究院流体物理研究所的初级实验平台上开展了负载电流为7 MA,10%-90%上升时间65 ns的丝阵Z箍缩实验,根据实验测得的电流和内爆轨迹得到了电磁脉冲的辐射功率和频谱.电磁脉冲峰值功率约为1 GW,能量约为0.5 J,能量转换效率约为10-7；峰值频率位于20-70 MHz,具有较宽的辐射频谱.电磁脉冲辐射参数远小于软X射线辐射参数(峰值功率为50 TW,能量为0.5 MJ).在弱相对论条件下,电磁脉冲辐射功率近似地正比于电流的6次方,随电流急剧增大.软X射线辐射是丝阵Z箍缩过程中的主要能量转换形式,本文的研究结论表明,在更高的驱动电流下,电磁脉冲辐射将提供另一种重要的能量转换途径,势必会对诊断设备造成严重影响；此外,这类强电磁脉冲在其他领域也具有潜在的应用价值.