小束斑電子束脈沖轟擊偏壓電源的研制*

范 愷，許海鷹, 楊 波, 桑興華

（中國航空制造技術(shù)研究院高能束流加工技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100024）

受控?zé)岷司圩兪且环N理想的清潔能源，但有效利用這種聚變能，在國際上還存在諸多技術(shù)難題，其關(guān)鍵問題之一就是面向高溫等離子體的第一壁結(jié)構(gòu)材料的選擇[1-2]。目前國內(nèi)外常用的材料有鎢、碳基材料和鈹?shù)取５入x子體與第一壁的相互作用主要產(chǎn)生兩方面結(jié)果，一是粒子流和能量流轟擊器壁產(chǎn)生雜質(zhì)，雜質(zhì)進(jìn)入主約束區(qū)，對等離子體約束和品質(zhì)產(chǎn)生不利影響；二是粒子流和能量流轟擊器壁[3-4]，造成第一壁材料損傷。因此，對第一壁的損傷防護(hù)將成為受控?zé)岷司圩冎兄匾难芯績?nèi)容之一。

由于聚變反應(yīng)條件十分苛刻，研究耗資巨大，世界上建立了多種不同的測試設(shè)備進(jìn)行高熱復(fù)合模擬試驗(yàn)，其中包括電子束、等離子體束和離子束技術(shù)。目前聚焦電子束技術(shù)已經(jīng)十分成熟，大部分高熱流測試設(shè)備都是用能量聚焦的電子束為基礎(chǔ)進(jìn)行試驗(yàn)[5-6]。

目前，脈沖電子束發(fā)生大多采用一種強(qiáng)束流脈沖電子束設(shè)備，其電壓通常為幾十千伏，輸出電流為100kA以上，這種設(shè)備制造技術(shù)難度大，應(yīng)用條件苛刻，難以適應(yīng)高熱復(fù)合模擬試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展對脈沖電子束設(shè)備的要求。因此，本研究針對脈沖轟擊電源在電子束電源系統(tǒng)中的作用，比較了目前常用的逆變及斬波脈沖電源后，設(shè)計(jì)了一種新型的脈沖偏壓電源結(jié)構(gòu)，包括脈沖轟擊電源的……