[发明专利]平行丝阵Z箍缩负载

说明书

技术领域

本发明涉及一种产生X射线的试验装置，具体是一种平行丝阵Z箍缩负载，用于在Z箍缩实验中模拟核爆辐射所产生的强X射线。

背景技术

高功率Z箍缩是目前研究的热点内容之一，它不仅可用于惯性约束聚变的研究，而且能产生强的软X射线，可用于核武器物理效应模拟等，具有广泛的应用前景。Z箍缩负载是进行箍缩实验的关键部件，用于形成金属丝阵列，金属丝在高电压大电流脉冲作用下形成等离子体，并进而辐射出强X射线来模拟核爆时X射线辐射。

在传统的Z箍缩实验中，一般使用柱状负载进行实验。如目前在申请人的“强光一号”加速器上进行的Z箍缩实验，就是采用柱状丝阵负载和喷气负载。用这类负载进行Z箍缩实验，可以获得一定辐射能量和功率的X射线。但从积分照相的情况看，所产生的箍缩柱存在较大的不稳定性。这是由于在箍缩过程中，等离子体向轴心聚集过程所受到的磁流体力学不稳定性的影响，使得等离子体壳层结构发生变形甚至遭到破坏的结果。这对X射线辐射功率以及能量带来不利的影响。近年来，从事核物理工程研究的相关工作者也在努力克服Z箍缩实验所存在的弊端，致力于发明新的Z箍缩负载。但到目前为止，尚未见到同类负载的相关文献。

发明内容

本发明提出了一种在箍缩实验中能提供紧绷、均匀分布的平行丝阵Z箍缩负载，解决了现有柱状负载在向轴心箍缩过程中受到磁流体力学导致不稳定性的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种平行丝阵Z箍缩负载，包括阳极套筒1、阴极套筒3、固定在阳极套筒1内的阳极板2、固定在阴极套筒3内的阴极板4、设置在阳极板2和阴极板4之间的丝阵，其特殊之处在于：其还包括绝缘定位片5、两根弹簧8、两根双阶梯定位杆6、两根弹簧定位杆7；

所述阳极套筒1设置有内螺纹，所述阳极板2侧面设置有相应的外螺纹；

所述阴极套筒3设置有内螺纹，所述阴极板4侧面设置有相应的外螺纹；

所述阳极板2上设置有两个阳极板螺纹孔21和两排平行的阳极小孔22，所述每排多个阳极小孔22等间距分布；

所述阴极板4上设置有两个阴极板螺纹孔41和两排平行的阴极小孔42，所述每排多个阴极小孔42相应等间距分布；

所述绝缘定位片5位于阴极套筒3内且与阴极板4平行，其上设置有两排齿形槽51，每排多个齿形槽51等间距排列且齿形槽51位置与阴极小孔42一一对应；

所述绝缘定位片5上设置有两个限位孔52，所述弹簧定位杆7的螺纹端71拧在阴极板螺纹孔41内，其自由端42穿过限位孔52，所述弹簧8套在各自的弹簧定位杆7上且两端被阴极板4和绝缘定位片5压紧；

所述丝阵为平行丝阵9，所述平行丝阵9的各金属丝91的一端穿过阳极板2的相应阳极小孔22后固定于阳极板另一面中部，其另一端依次穿过阴极板3的相应阴极小孔42及绝缘定位片5的相应齿形槽51后固定于绝缘定位片5的另一面；

所述双阶梯定位杆6包括大端的操作杆61、中部的阳极定位杆和小端的阴极定位杆；所述操作杆61侧面设置有滚花，所述阳极定位杆包括阳极定位台阶62和阳极螺纹63，所述阴极定位杆包括阴极定位台阶64和阴极螺纹65；所述阳极螺纹63拧在阳极板螺纹孔21内，所述阴极螺纹65拧在阴极板螺纹孔41内。

本发明的优点是：

1、本发明从机械结构上获得比较成功的平行丝阵负载，作为Z箍缩实验中的一个关键部件，用于产生强X射线，模拟核爆X射线辐射状态。

2、本发明的平行丝阵负载，可适应由高真空引起的电极间距变化要求，保持丝阵阵列的初始均匀分布及绷直状态。

3、本发明采用两根双平行阶梯定位杆，实现了阴、阳极的准确定位，在满足物理设计要求的同时，安装更加方便，使安装过程对负载造成的破坏率大大降低。

4、本发明经在“强光一号”加速器上进行Z箍缩实验，证明它有效地减小等离子体在向轴心箍缩过程中，所受到的磁流体力学不稳定性的影响，获得了强X射线的满意实验结果。

5、本发明阳极套筒和阴极套筒采用内螺纹，便于绕制丝阵，保证电极接触良好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为阳极板结构示意图；

图3为阴极板的结构示意图；

图4为双阶梯定位杆的结构示意图；

图5为绝缘定位片的结构示意图；