500kV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1.2m×40cm,重142kg。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520kV,通过油介质自击穿开关放电,输出370kV,3.8ns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520kV、半高宽0.5ns、功率1.8GW的高压脉冲。基于Child-Langmuir定理,设计了刀刃阴极X光管,在520kV电压下的运行阻抗为150Ω,管前20cm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4.1mR。