Исследование схемы генератора с включением нагрузки до плазменного прерывателя тока тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ СИЛЬНОТОЧНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

На правах рукописи

Жерлицын Андрей Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ГЕНЕРАТОРА С ВКЛЮЧЕНИЕМ НАГРУЗКИ ДО ПЛАЗМЕННОГО ПРЕРЫВАТЕЛЯ ТОКА

Специальность 01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск - 2004

Работа выполнена в Институте сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: академик РАН

Б.М. К'овальчук

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ю.П. Усов

(НИИ ЯФ при Томском политехническом университете, г.Томск)

кандидат физико-математических наук

Э.Н. Абдулнн

(ИСЭ СО РАН, г.Томск)

Ведущая организация: Институт электрофизики УрО РА11, г. Екатеринбург.

Защита состоится "_" декабря 2004 г. в час.

на заседании диссертационного совета Д 003.031.01 при Институте сильноточной электроники СО РАН но адресу: 634055, г. Томск, нр. Академический, 2/3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института сильноточной электроники СО РАН.

Автореферат разослан '¿/Г" ¿¡шил,- 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.ф.-м.н.,профессор Л/^Г/г^^^^^;' Д.И. Проскуровский

7876$

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интерес к мощным импульсным генераторам обусловлен их применением в частности для создания источников мощного рентгеновского излучения. Развитие техники формирования импульсов электромагнитной энергии с мощностью тераваттного диапазона связано с поиском методов обеспечивающих высокую надежность систем и стоимость установок на приемлемом уровне. Одним из возможных подходов является применение технологии на основе индуктивного накопителя энергии и плазменного прерывателя тока. Для решения задач эффективного вывода энергии из индуктивного накопителя и транспортировки ее к нагрузке необходима оптимизация переходной области прерыватель-нагрузка с учетом следующих моментов: а) электроды \частка передающей линии накладывают ограничения на геометрию электродов плазменного прерывателя и, следовательно, определяют характеристики прерывателя в фазе размыкания; б) поток плазмы из зоны прерывтеля в линию транспортировки способен шунтировать нагрузку.

Указанные трудности можно избежать путем разделения областей прерывателя и передающей линии за счет включения нагрузки до плазменного прерывателя тока через разделительный разрядник. При этом в прерывателе можно использовать разомкнутый центральный электрод, обеспечивающий наилучшие характеристики в фазе размыкания.

Целью работы являлось экспериментальное исследование схемы генератора с включением нагрузки до плазменного прерывателя тока.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи: 1) исследовать работу плазменного прерывателя с разомкнутым центральным электродом, проходящим через часть инжектируемой плазмы; 2) экспериментально продемонстрировать работоспособность схемы включения нагрузки до

ГОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I

Би&лмагкк^ I

плазменного прерывателя и возможность создания для этой схемы разделяющего разрядника с приемлемыми характеристиками; 3) исследовать возможные подходы увеличения эффективности схемы включения нагрузки до плазменного прерывателя тока.

Научная новизна. Основные результаты работы, которые можно отнести к категории полученных впервые:

1. Установлены: связь межд) началом резкого роста сопротивления прерывателя и выходом фронта магнитного поля в область торца катода для плазменного прерывателя с разомкнутым центральным проводником; наличие напряженностей ~3 МВ/см в этой области в высоковольтной фазе; влияние на сопротивление прерывателя протяженности плазменной области за торцом катода.

2. Подтверждена возможность эффективного использования в импульсных генераторах мегаамперного диапазона схемы включения нагрузки до плазменного прерывателя тока через разделительный разрядник с пробоем по поверхности диэлектрика в вакууме.

3. Продемонстрирована возможность параллельного включения плазменных прерывателей с разбросом <35 не с сохранением величины эквивалентного сопротивления единичного прерывателя на полный ток.

4. Предложена конструкция генератора на основе линейного трансформатора тока с последовательным включением нескольких плазменных прерывателей, позволяющая в несколько раз увеличить мощность на нагрузке.

Практическая ценность работы заключается в дальнейшем развитии элементной базы и схемотехники построения мощных импульсных генераторов с промежуточным индуктивным накоплением энергии. Результаты исследований были использованы в генераторах, которые создавались в ИСЭ

СО РАН, а также при модернизации уникальной электрофизической установки ГИТ-12.

Аппробация работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 статьях и 3 материалах конференций. Результаты диссертации были представлены на 12 Международной конференции по импульсной технике (г. Монтерей, США, 1999 г.), 12 и 13 Международных симпозиумах по сильноточной электронике (г. Томск, 2000 и 2004 г.).

Вклад автора состоит в участии в разработке экспериментальной техники, проведении экспериментов, анализе и интерпретации полученных результатов.

Положения, выносимые на защиту:

1. В отсутствие тока генератора в плазменном прерывателе с радиальной инжекцией плазмы из пушек капиллярного типа со стороны внешнего проводника диаметром 200 мм и максимальной концентрацией ~5-1015 см° в области инжекции фронт плазмы распространяется в аксиальном направлении со скоростью до ~107 см/с. На расстоянии 50 см от плоскости инжекции через

с 1 п13 г3

время ~5 мкс концентрация плазмы составляет ~10 см .

2. Начало резкого роста напряжения при разомкнутом центральном электроде плазменного прерывателя, проходящем через часть инжектируемой плазмы, связано с выходом фронта магнитного поля в область торца катода и не зависит от протяженности плазмонаполненной области за катодом в аксиальном направлении. Основное падение напряжения в высоковольтной фазе происходит на длине менее 1 см от плоскости торца катода.

3. Сопротивление прерывателя с разомкнутым центральным проводником в высоковольтной фазе зависит от протяженности области за плоскостью инжекции. Максимальные величина сопротивления и длительность

высокоомного состояния реализуются когда расстояние до торцевого анодного электрода превышает расстояние до границы плазмы с концентрацией

4. Генераторы по схеме включения нагрузки до плазменного прерывателя тока через разделительный разрядник способны обеспечивать мощность, подводимую к нагрузке такую же, как и в схеме с включением нагрузки за плазменным прерывателем. При этом обеспечивается изоляция нагрузки от потоков частиц из зоны прерывателя. При токах мегаамперного диапазона в разделительных разрядниках целесообразно использовать разряд по поверхности диэлектрика в вакууме.

5. Параллельное включение идентичных плазменных прерывателей позволяет сохранить величину эквивалентного сопротивления на уровне сопротивления единичного прерывателя на полный ток. Временной разброс между началом высоковольтной фазы отдельных прерывателей может быть менее 35 не.

Структура II объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем 132 страницы, 77 рисунков, 1 таблица и 92 наименования в списке литературы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении показана актуальность направления исследований, определена цель работы и сформулированы защищаемые положения.

В первой главе приводится литературный обзор мощных импульсных установок на основе индуктивного накопителя энергии и плазменного прерывателя тока, предназначенных для получения рентгеновского излучения. Приведены основные закономерности и особенности работы плазменного прерывателя с микросекундным временем замкнутого состояния.

Имеющиеся к настоящему времени мощные установки по компоновке выполнены по одному типу: проводники индуктивного накопителя, плазменного прерывателя и линии транспортировки энергии к нагрузке образуют коаксиальную систему с единой осью симметрии (рис. 1,а). Увеличение сопротивления прерывателя достигается за счет усиления магнитного поля путем сужения участка центрального электрода плазменного прерывателя и (или) наложением внешнего магнитного поля. Недостатками данной конфигурации являются ограничение минимального радиального размера центрального электрода прерывателя передающей линией и необходимость оптимизации геометрии переходной области между плазменным прерывателем и нагрузкой с целью минимизировать потери энергии при транспортировке.

Для устранения названных недостатков предлагается разделить области плазменного прерывателя и линии транспортировки, а в прерывателе использовать разомкнутый центральный электрод, проходящий через часть инжектируемой плазмы (рис. 1 ,б).

Вторая глава работы посвящена описанию экспериментальной установки, системы регистрации и методики обработки экспериментальных данных.

Все эксперименты проводились на 4-х модульном импульсном генераторе ГИТ-4. Параметры установки: ёмкость 4.8 мкФ, активное сопротивление 0.02 Ом, индуктивность до проходного изолятора ПО нГн. При выходном напряжении -480 кВ генератор ГИТ-4 позволяет получать ток с амплитудой более 2 МА за время 1ч-2 мкс.

На ГИТ-4 измеряемыми величинами являются выходное напряжение генератора на проходном изоляторе с помощью активного делителя, ток генератора в области изолятора с помощью пояса Роговского и индуктивного датчика, ток в коаксиале нагрузки с помощью индуктивных датчиков. Сигналы с измерительных датчиков регистрируются цифровым осциллографом TEKTRONIX TDS 640A, имеющим полосу пропускания 500 МГц, частоту отсчетов 2-109 точек в секунду.

Регистрируемые осциллограммы используются для расчета напряжения и сопротивления прерывателя, индуктивности до места замыкания токового канала в плазме, тока в нагрузке.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований коаксиального плазменного прерывателя с разомкнутым катодным электродом (рис. 2). Прерыватель включает в себя 32 плазменные пушки, капиллярного типа, установленные на внешнем анодном электроде диаметром 200 мм. Центральный электрод с диаметром в плоскости инжекции 76 мм был выполнен в виде разомкнутого однородного цилиндра или конуса.

Одним из определяющих параметров на работу плазменного прерывателя является протяженность плазмонаполненной области вдоль оси, связанная с аксиальным движением плазмы. Выполнена оценка аксиальной протяженности прерывателя с радиальной инжекцией плазмы с помощью коллектора

находящегося под постоянным напряжением смещения.

Коллектор устанавливался на внешнем электроде, на расстоянии 200 или 500 мм от плоскости пушек. Получено, что в отсутствие тока через инжектируемую плазму фронт плазмы движется в аксиальном направлении со скоростью см/с. При

максимальной концентрации плазмы в плоскости инжекции ~5-1015 см'3 на расстоянии 50 см в аксиальном направлении от плазменных пушек через время

13 3

~5 мкс достигается концентрация ~10 см" .

В традиционной конфигурации, когда центральный электрод проходит через всю длину плазмонаполненной области, длительность фазы проводимости микросекундного плазменного прерывателя определяется временем выхода фронта магнитного поля на границу плазменной перемычки со стороны нагрузки. Следовательно, уменьшение длины центрального электрода может приводить к сокращению длительности фазы проводимости прерывателя. Экспериментально получено, что для плазменного прерывателя с разомкнутым центральным электродом уменьшение расстояния от плоскости инжекции до торца катода до 10 см не приводит к видимому сокращению времени до размыкания прерывателя при длительности фазы проводимости ~1 мкс. Расчет зависимости индуктивности до места замыкания токового канала в плазме от времени показывает, что основная часть длительности фазы проводимости определяется сравнительно небольшим участком плазмы в области установки плазменных пушек, где достигается максимальная концентрация плазмы. Момент резкого роста напряжения на прерывателе

связан с выходом фронта магнитного поля в область торца катода и не зависит от положения границы плазмонаполненной области. Область плазмы за торцом катода влияет на дальнейшую генерацию напряжения.

Для того чтобы получить информацию о распределении напряжения за торцом катода, на торцевом анодном фланце коаксиала устанавливался металлический стержень диаметром 10 мм. Получено, что при сокращении зазора между торцами стержня и катода до 10 мм амплитуда напряжения остается неизменной. Следовательно, основное падение напряжения происходит в прикатодной области на длине менее 1 см.

Выполнены исследования влияния на характеристики прерывателя в высоковольтной фазе протяженности плазмонаполненной области за плоскостью инжекции Б. Результаты исследования позволяют определиться с минимально допустимым размером в аксиальном направлении, не ухудшающим характеристики прерывателя с разомкнутым центральным электродом. Исследования показали, что начальное снижение протяженности плазмонаполненной области с минимальной концентрацией ~1013 см*3 за счет перемещения торцевого анодного электрода не влияет на максимальную величину сопротивления прерывателя, но увеличивает скорость его уменьшения. Так при задержке пуска генератора относительно срабатывания плазменных пушек 2.8 мкс изменение расстояния между плоскостью инжекции и торцом анода Б с 580 до 135 мм привело к снижению времени существования величины сопротивления равной половине максимальной со -100 до -25 не. При дальнейшем уменьшении расстояния падает и максимальная величина сопротивления. С увеличением времени задержки уменьшение величины сопротивления начинается при больших расстояниях. Таким образом, максимальная величина сопротивления и длительность высокоомного состояния реализуются, когда расстояние до торцевого анодного электрода превышает расстояние до границы плазмы с концентрацией

В четвертой главе рассмотрены схемы включения плазменного прерывателя в контур импульсного генератора.

Вариант включения нагрузки до плазменного прерывателя тока (рис. 1,6) отличается от традиционного наличием дополнительной индуктивности перед прерывателем, приводящей к потерям энергии и снижению мощности в нагрузке. Также магнитное поле в зоне прерывателя в этом варианте обеспечивается током плазменного прерывателя, величина которого уменьшается по мере переключения тока в нагрузку. Это может изменить характеристики прерывателя в стадии размыкания по сравнению с традиционным вариантом. При подключении низкоимпедансных нагрузок возникает необходимость включения в цепь передающего тракта разрядника, изолирующего нагрузку на время ввода энергии в индуктивность контура от напряжения на прерывателе и подводах к нему. Коммутационная характеристика разрядника не должна ограничивать скорость нарастания тока в нагрузке и его амплитуду.

Анализ электрической схемы замещения показывает, что эффективность предлагаемого варианта включения плазменного прерывателя зависит от отношения дополнительной индуктивности до прерывателя к индуктивности накопителя энергии £0- Например, энергия, переключаемая в индуктивную нагрузку, снизится по отношению к величине для традиционного варианта

— = ^ ) менее чем на 10% если ~ будет выше 10. При этом снижение

мощности =--составит ~17% при равенстве сопротивлений

Р, ¿0 + £г(1 + 10/£,)

прерывателей для двух вариантов и индуктивностей накопителя и нагрузки Поскольку использование схемы включения нагрузки до плазменного прерывателя тока позволяет реализовать более высокое сопротивление прерывателя за счет использования разомкнутого центрального электрода уменьшения мощности в нагрузке относительно традиционного варианта можно избежать.

Влияние на характеристики прерывателя переключения тока по схеме рис. 1,6 и возможность создания для этой схемы разрядника мегаамперного уровня с удовлетворительной коммутационной характеристикой исследовалось экспериментально. Схема эксперимента приведена на рис. 3. Разрядник поставлен в начале передающей линии. Плазменный прерыватель вынесен через боковую стенку в сторону, в противоположенную от него сторону выведена линия нагрузки. Было апробировано несколько вариантов разделительного разрядника.

На рисунке показана финальная конструкция.

Разрядник содержит два конусных полиэтиленовых изолятора, между которыми зажат проводник. К этому проводнику крепится

центральный электрод линии нагрузки. Угол наклона конусов изолятора выбран в соответствии с тем, что в данном случае центральный проводник нагрузки имеет положительный потенциал относительно выходного электрода ГИТ-4. Внешний диаметр изоляторов 120 мм, высота - 80 мм. Данный разрядник выдерживает напряжение на ~100 кВ в течение -1 мкс и пробивается в момент срабатывания прерывателя. Разрядник позволяет коммутировать ток с амплитудой ~1.5 МА и способен обеспечить

,13

скорость нарастания тока в нагрузке ~10 А/с. Его можно использовать в >10 выстрелах без вскрытия системы.

Пример осциллограмм, иллюстрирующий работу плазменного прерывателя и разрядника, приведен на рис. 4. В контуре генератора за время -1.1 мкс ток I нарастает до 1.9 МА. При размыкании прерывателя в нагрузку переключается 1.2 МА. Максимальная скорость роста тока в нагрузке

составляет ~8 кА/нс. Расчетный ток 4(0 совпадает с измеренным током линии нагрузки 1{{). Следовательно, выноса плазмы в линию нагрузки не происходит и она работает без пробоев, характеристики разрядника не ограничивают скорость переключения и амплитуду тока нагрузки. Максимальное напряжение на плазменном прерывателе -1.7 МВ. Напряжение на входе линии нагрузки составляет -65% от напряжения на прерывателе и равно ~1.1 МВ.

Для оценки влияния на характеристики прерывателя переключения тока по предлагаемой схеме выполнены эксперименты с индуктивными нагрузками: 1.2 мкГн, 114 нГн и 17 нГн. Во всех трех режимах реализуются близкие величины максимального напряжения на прерывателе и его сопротивления. Но с уменьшением индуктивности нагрузки и увеличением скорости переключения тока снижается длительность высокоомного состояния прерывателя. Одной из возможных причин является формирование в фазе размыкания плотной электродной плазмы, радиальное движение которой приводит к уменьшению сопротивления и обратному замыканию. По мере переключения уменьшается ток через плазму и разность в магнитных давлениях до и после плазменной перемычки. Это также может приводить к снижению сопротивления прерывателя.

Эффективность схемы включения нагрузки до прерывателя и ее применение при построении мощных импульсных генераторов во многом определяется тем, на сколько удастся снизить собственную индуктивность

прерывателя и токоподвода к нему. Одним из возможных подходов к уменьшению индуктивности является параллельное включение нескольких прерывателей. При этом необходимо решать вопросы об эквивалентности сопротивлений прерывателя на полный ток и сборки из параллельных прерывателей, а также синхронности срабатывания прерывателей.

Для линейно нарастающего тока генератора справедливо соотношение1:

устанавливающее зависимость пропущенного через прерыватель заряда от радиальных размеров и концентрации плазмы прерывателя. Для обеспечения той же величины пропускаемого заряда можно использовать параллельные прерыватели с меньшими диаметрами электродов, при сохранении концентрации плазмы. В этом случае можно рассчитывать, по крайней мере, на сохранение магнитного поля в каждом из параллельных прерывателей на уровне величины поля в прерывателе на полный ток и надеяться на сохранение величины реализуемого напряжения.

В экспериментах по исследованию параллельной работы прерывателей использовался прерыватель с 16 плазменными пушками на диаметре 124 мм, инжектирующими плазму в аксиальном направлении. Дополнительная индуктивность Ls от точки отвода плазменного прерывателя до торца катода составила ~70 нГн. При токе в прерывателе к моменту открывания ~1 МА, напряжение на прерывателе достигает ~2 MB, максимальное сопротивление ~2.5 Ом. Для сравнения характеристик одного прерывателя на полный ток и секционированного прерывателя был разработан узел, состоящий из двух параллельно включенных плазменных прерывателей. На внешнем проводнике каждого из инжекторов устанавливалось 8 плазменных пушек на диаметре 66 мм. Плотность установки пушек на единицу длины окружности осталась неизменной. Диаметр центрального проводника в плоскости инжекции плазмы уменьшился более чем в 2 раза с 60 до 25 мм. Эквивалентная дополнительная

1 Weber В.V., Commisso R.J., Goodrich P.J., Grossmann J.M., at al. // Phys. Plasmas, 1995,2(10), P.3893

индуктивность до торца катода составила ~35 нГн. Сравнение полученных характеристик сборки из двух параллельных прерывателей с результатами для одного прерывателя показывает, что при равных временах задержки в контуре генератора к моменту начала высоковольтной фазы протекают близкие по амплитуде токи. В высоковольтной фазе прерывателей реализуются близкие эквивалентные сопротивления, но снижается длительность высоковольтного состояния прерывателя.

При параллельном включении нескольких прерывателей может возникать временной разброс в их срабатывании, что приводит к снижению выходной мощности. Для определения возможного временного разброса были выполнены эксперименты с параллельным включением двух и четырех идентичных прерывателей. В экспериментах получена несинхронность в начале размыкания отдельных прерывателей не более 35 не.

Эффективность использования индуктивного накопителя определяется сопротивлением прерывателя. Увеличение выходной мощности генератора может быть достигнуто как за счет увеличения сопротивления единичного прерывателя, так и за счет последовательного включения нескольких прерывателей. Использование в качестве генератора линейного трансформатора позволяет предложить схему с последовательным включением прерывателей (рис. 5). В этой схеме каждый плазменный прерыватель включается в первичный контур нескольких ступеней трансформатора. Суммирование напряжений нескольких контуров позволяет увеличить выходное напряжение генератора. Получение необходимого напряжения будет зависеть от того, насколько синхронно включатся прерыватели на нагрузку. Влияние разброса срабатываний прерывателей на перераспределение тока в контурах трансформатора и формирование выходного импульса напряжения оценивалось с помощью численных расчетов переходного процесса в схеме предлагаемого

Рис. 5. Линейный трансформатор тока в виде двух ступеней на один прерыватель с тремя первичными контурами: 1 - интерфейс ступени; 2 - центральный проводник трансформатора: 3 - центральный проводник первичного контура; 4 - электроды плазменного прерывателя: 5 - вывод к нагрузке.

генератора. В численных расчетах также учитывалась реальная форма сопротивления плазменного прерывателя тока.

Выполнен расчет электрической схемы замещения генератора, состоящего из трех секций по пять ступеней линейного трансформатора, разработанных в ИСЭ СО РАН. Результаты расчетов показывают, что последовательное включение трех плазменных прерывателей позволяет увеличить выходное напряжение в 1.7 и мощность в 2.7 раза в сравнении с вариантом трансформатора из 15 ступеней и с одним прерывателем. Получено, что при разбросе срабатывания прерывателей меньше 20 не уменьшение напряжения на нагрузке не превосходит 10%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты выполненной работы позволяют утверждать, что схема включения нагрузки до плазменного прерывателя тока через разделяющий разрядник конкурентоспособна и может являться альтернативой традиционной схеме. Отвод прерывателя в сторону позволяет сконструировать систему таким образом, чтобы предотвратить проникновение плазмы в линию

транспортировки и использовать тракт с приемлемыми радиальными размерами.

Экспериментальные результаты показали отсутствие существенных изменений в коммутационной характеристике прерывателя при включении его по предлагаемой схеме в сравнении с вариантом, когда переключаемый в нагрузку ток продолжает течь по электродам плазменного прерывателя. Подтверждена возможность создания разделяющего разрядника с удовлетворительными характеристиками, обеспечивающими переключения тока -1.5 МА со скоростью нарастания ~1013 А/с.

Схема включения нагрузки до плазменного прерывателя тока позволяет использовать в прерывателе разомкнутый центральный электрод. При этом нет ограничений на минимальный радиальный размер центрапьного проводника и можно усилить магнитное поле в области размыкания используя катод конусной формы, проходящий через часть инжектируемой плазмы. В этом случае удается увеличить сопротивление плазменного прерывателя в сравнении с вариантом, когда электроды линии транспортировки являются продолжением электродов прерывателя. В экспериментах с плазменным прерывателем с разомкнутым центральным электродом получены следующие результаты: 1) начало резкого роста напряжения связано с выходом фронта магнитного поля в область торца катода и не зависит от протяженности плазмонаполненной области за катодом в аксиальном направлении; 2) основное падение напряжения в высоковольтной фазе происходит на длине менее 1 см за плоскостью торца катода; 3) максимальные величина сопротивления прерывателя и длительность высокоомного состояния реализуются когда расстояние до торцевого анодного электрода больше расстояния до границы плазмы с концентрацией

Для увеличения эффективности схемы включения нагрузки до плазменного прерывателя тока необходимо минимизировать собственную индуктивность прерывателя и токоподвода к нему. Уменьшение индуктивности

возможно за счет параллельного включения нескольких прерывателей. Показано, что уменьшение диаметра центрального электрода пропорционально снижению тока в каждом из параллельных прерывателей позволяет реализовать эквивалентное сопротивление и напряжение близкие к получаемым при использовании одного прерывателя на полный ток. Получен временной разброс между началом высоковольтной фазы отдельных прерывателей менее 35 не, что не превышает длительность фронта напряжения единичного плазменного прерывателя.

Увеличение выходной мощности генератора может быть достигнуто за счет последовательного включения нескольких прерывателей. Предложена конструкция генератора на основе линейного трансформатора тока с последовательным включением нескольких плазменных прерывателей. Численный анализ электрической схемы замещения генератора с использованием параметров ступени линейного трансформатора и плазменного прерывателя, созданных в ИСЭ СО РАН, показывает, что включение последовательно трех прерывателей позволяет увеличить выходное напряжение в 1.7 и мощность в 2.7 раза в сравнении с вариантом использования одного прерывателя на выходе генератора.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Bastrikov A.N., Zherlitsyn A.A., Kim A.A., Kovalchuk B.M., Loginov S.V., Yako\lev V.P. Experiments on GIT-4 with the load upstream from the POS // 12lh IEEE Pulsed Power Conf., Monterey, 1999, P.I 191-1194

2. Бастриков А.Н., Жерлицын А.А., Ким А.А., Ковальчук Б.М., Логинов СВ., Яковлев В.П. Исследование вариантов передающей линии плазменный прерыватель-нагрузка // Изв. ВУЗов. Физика, 1999, №12, С.20-25

3. Бастриков А.Н., Жерлицын А.А., Ким АА, Ковальчук Б.М., Логинов СВ., Яковлев В.П. Эксперименты на ГИТ-4 с включением нагрузки до плазменного прерывателя тока // Изв. ВУЗов, Физика, 1999, №12, С.31-35

4. Бастриков А.Н., Жерлицын АА, Ким АА, Ковальчук Б.М., Логинов СВ., Яковлев В.П. Увеличение мощности линейного трансформатора посредством последовательного включения плазменных прерывателей тока // Изв. ВУЗов. Физика, 1999, №12, С.9-14

5. Bastrikov A.N., Zherlitsyn АА, Kovalchuk B.M., Loginov S.V. and Yakovlev V.P. GIT-4 experiments with plasma opening switch // 12h Symp. High Current Electronics, Tomsk, 2000, P.360-362

6. Волков C.I I., Жерлицын АА, Ковальчук Б.М., Логинов СВ., Пегель И.В. Вакуумный проходной изолятор на напряжение -\ MB // ПТЭ, 2003, №5, С.85-88

7. Ковальчук Б.М.. Жерлицын АА. Распространение плазмы вдоль оси плазменного прерывателя тока при радиальной инжекции // Письма в ЖЗФ, 2004, т.30, вып.4,С.55-61

8. Zherlitsyn А.А. Study of a plasma opening switch in current switching to a coaxial line with short-circuited and open-circuited central conductors // 13b Symp. High Current Electronics, Tomsk, 2004, P. 174-176

»221 35 9

РНБ Русский фонд

2005-4 18168

ВВЕДЕНИЕ.

1. ТЕХНИКА ФОРМИРОВАНИЯ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ НА ОСНОВЕ ИНДУКТИВНОГО НАКОПИТЕЛЯ (литературный обзор).

1.1 Радиационные генераторы с индуктивным накопителем энергии и плазменным прерывателем тока.

1.2 Исследования плазменного прерывателя тока с микросекундным временем проводимости.

1.3 Согласование плазменного прерывателя тока с нагрузкой.

1.4 Выводы и постановка задач.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Установка ГИТ-4.

2.2 Источник плазмы.

2.3 Система регистрации и методика исследований.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОАКСИАЛЬНОГО ПЛАЗМЕННОГО ПРЕРЫВАТЕЛЯ ТОКА.

3.1 Распространение плазмы вдоль оси прерывателя при радиальной инжекции.

3.2 Исследование плазменного прерывателя при переключении тока в коаксиал с замкнутым и разомкнутым центральным проводником.

3.3 Исследование плазменного прерывателя тока с разомкнутым центральным электродом.

4. ПЛАЗМЕННЫЙ ПРЕРЫВАТЕЛЬ ТОКА В СХЕМАХ МОЩНЫХ

ИМПУЛЬСНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ.

4.1 Схема с включением нагрузки до плазменного прерывателя тока.

4.2 Параллельное включение прерывателей.

4.3 Увеличение выходной мощности генератора посредством последовательного включения прерывателей.

Интерес к мощным импульсным генераторам обусловлен их применением в частности для создания источников мощного рентгеновского излучения [1]. Для увеличения мощности и энергии излучения требуется как повышение значений запасаемой энергии в генераторе, так и скорости ее вывода. Это делает проблематичным использование какого-либо одного типа накопителя в составе установки. Современные мощные импульсные генераторы обычно создаются путем комбинирования двух и более типов накопителей в целях получения высокой пространственно временной концентрации энергии в нагрузке. При этом во вторичном накопителе энергия запасается в импульсном режиме, благодаря чему достигается более высокая плотность энергии и соответственно большая скорость ее вывода [2].

При построении импульсных генераторов широкое применение получил емкостной накопитель, т.к. он допускает медленную зарядку в течение >102 с, а разряжается за время ~10'6 с. Емкостной накопитель имеет плотность запасаемой энергии -0.К0.3 Дж/см\ В случае использования схем умножения напряжения, плотность энергии снижается еще в несколько раз. У

Более высокую плотность энергии ~10" Дж/см' можно получить при использовании промежуточного индуктивного накопителя. В этом случае уровень мощности генератора зависит от решения задачи создания размыкателя тока для индуктивного накопителя. Основные требования к размыкателю: возможность проводить большой ток с наименьшими потерями в замкнутом состоянии, высокая скорость нарастания сопротивления до необходимой величины и удержание высокого напряжения в разомкнутом состоянии. При работе в частотном режиме размыкатель должен восстанавливать исходное состояние. Создание эффективного размыкателя, способного работать при энергиях порядка мегаджоулей и времени порядка микросекунды является сложной и до конца нерешенной задачей. Широкое применение при высоких уровнях тока получил плазменный прерыватель тока (ППТ) [3, 4].

Плазменный прерыватель тока представляет собой плазменную перемычку, включенную на выходе индуктивного накопителя параллельно нагрузке. На начальном этапе сопротивление плазмы низкое и плазма является закороткой для тока, обеспечивая перевод запасенной электрической энергии в магнитную с пространственным сжатием, т.е. повышением объемной удельной энергии. Затем сопротивление плазменной перемычки возрастает, и энергия переключается в нагрузку. Соответственно первая стадия носит название- фаза проводимости, вторая- фаза размыкания.

К настоящему моменту созданы и исследуются ППТ с временем низкоомного состояния 10"Х-И0"Л с при токах lOVlO7 А, обеспечивающих ввод в индуктивный накопитель энергии до нескольких мегаджоулей. Увеличение времени проводимости и тока через прерыватель связано с необходимостью поднимать концентрацию плазмы и (или) увеличивать радиальные и аксиальные размеры ППТ. Это в свою очередь приводит к увеличению времени размыкания прерывателя и уменьшению его сопротивления [5]. Также становится существенным поток плазмы из зоны прерывателя в тракт линии транспортировки, оказывающий негативное влияние на переключение энергии в нагрузку. Для дальнейшего развития генераторов на основе индуктивного накопителя необходимо решать проблемы эффективного вывода энергии из накопителя и транспортировки ее к нагрузке.

Настоящая работа выполнена по результатам экспериментов в ИСЭ СО РАН на генераторе ГИТ—4 с индуктивным накопителем энергии и ППТ. Работа направлена на исследование возможных путей увеличения эффективности схемы генератора с промежуточным индуктивным накопителем и 4 плазменным прерывателем тока при микросекундных временах ввода энергии.

Структура и объем работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 статьях и 3 материалах конференций. Результаты диссертации были представлены на 12 Международной конференции по импульсной технике (г. Монтерей, США, 1999 г.), 12 и 13 Симпозиумах по сильноточной электронике (г. Томск, 2000 и 2004 г.).

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем 132 страницы (шрифт «Times New Roman», 14 пт), 77 рисунков, 1 таблица и 92 наименования в списке литературы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты выполненной работы позволяют утверждать, что схема включения нагрузки до ППТ через разделяющий разрядник конкурентоспособна и может являться альтернативой традиционной схеме. Отвод ППТ в сторону позволяет сконструировать систему таким образом, чтобы предотвратить проникновение плазмы в линию транспортировки и использовать тракт с приемлемыми радиальными размерами.

Экспериментальные результаты показали отсутствие существенных изменений в коммутационной характеристике прерывателя при включении его по предлагаемой схеме в сравнении с вариантом, когда переключаемый в нагрузку ток продолжает течь по электродам ППТ. Подтверждена возможность создания разделяющего разрядника с удовлетворительными характеристиками, обеспечивающими переключения тока -1.5 МА со скоростью нарастания -10° А/с.

Схема включения нагрузки до ППТ позволяет использовать в прерывателе разомкнутый центральный электрод. При этом нет ограничений на минимальный радиальный размер центрального проводника и можно усилить магнитное поле в области размыкания используя катод конусной формы, проходящий через часть инжектируемой плазмы. В этом случае удается увеличить сопротивление ППТ в сравнении с вариантом, когда электроды линии транспортировки являются продолжением электродов прерывателя. В экспериментах с ППТ с разомкнутым центральным электродом получены следующие результаты: 1) начало резкого роста напряжения связано с выходом фронта магнитного поля в область торца катода и не зависит от протяженности плазмонаполненной области за катодом в аксиальном направлении; 2) основное падение напряжения в высоковольтной фазе происходит на длине менее 1 см за плоскостью торца катода; 3) максимальные величина сопротивления прерывателя и длительность высокоомного состояния реализуются когда расстояние до торцевого анодного электрода больше расстояния до границы плазмы с концентрацией ~1013 см"3.

Для увеличения эффективности схемы включения нагрузки до ППТ необходимо минимизировать собственную индуктивность плазменного прерывателя и токоподвода к нему. Уменьшение индуктивности возможно за счет параллельного включения нескольких прерывателей. Показано, что уменьшение диаметра центрального электрода пропорционально снижению тока в каждом из параллельных ППТ позволяет реализовать эквивалентное сопротивление и напряжение, близкие к получаемым при использовании одного прерывателя на полный ток. Получен временной разброс между началом высоковольтной фазы отдельных прерывателей менее 35 пс, что не превышает длительность фронта напряжения единичного Г1ПТ.

Увеличение выходной мощности генератора может быть достигнуто за счет последовательного включения нескольких прерывателей. Предложена конструкция генератора на основе линейного трансформатора тока с последовательным включением нескольких плазменных прерывателей. Численный анализ электрической схемы замещения генератора с использованием параметров ступени линейного трансформатора и плазменного прерывателя, созданных в ИСЭ СО РАН, показывает, что включение последовательно трех ППТ позволяет увеличить выходное напряжение в 1.7 и мощность в 2.7 раза в сравнении с вариантом использования одного прерывателя на выходе генератора.

Автор выражает искреннюю благодарность Б.М. Ковальчуку за научное руководство и всестороннюю помощь; С.В. Логинову за непосредственное руководство при проведении экспериментов и обеспечение регистрации; А.Н. Бастрикову и В.П. Яковлеву за помощь в проведении экспериментов; А.А. Киму и В.А. Кокшеневу за поддержку и полезные рекомендации при обсуждении результатов данной работы.

1. Ware K.D., Gullickson R.L., MaPierre J., Schneider R.F., Vitkovitsky 1.M. Development of affordable technologies for large X-ray simulators // IEEE Trans. Plasma Sci., 2000, 28(5), P. 1397-1404

2. Накопление и коммутация энергии больших плотностей / под ред. Бостика У., Нарди В., Цукера О. М.: Мир, 1979.-720 с.3. «Special issue on fast opening vacuum switches», IEEE Trans. Plasma Sci., 1987, vol.15(6)

3. Ковальчук Б.М., Ким A.A. Плазменные прерыватели тока // Инженерно-физический журнал, 1992, том.62, №5, С.720-722

4. Krasik Y.E., Bystritskii V.M. Efficiency limitations for plasma opening switch operation // 1 llh IEEE Pulsed Power Conf., Baltimor, 1997, P.275-280

5. Ware K.D., Bell D.E. Gullikson R.L. and Vitkovitsky I.M. Evolving approach to pulsed X-ray sources // 13th IEEE Pulsed Power Conf., Las Vegas, 2001, P.350-353

6. Bernstein B. and Smith I. AURORA an electron accelerator // IEEE Trans, on Nuclear Sci., 1973, v.20(3), pt.2, June, P.294-300

7. Sincerny P., Strachan D., Frazier G., Gilman C., Helava H., Wong S., Banister J., DaSilva Т., Lam S., LePell D., Levine J., Rodenburg R., Sheridan T. Performance of DOUBLE-EAGLE // 5lh IEEE Pulsed Power Conf., Arlington, 1985, P.151-154

8. Lam S.K., Miller R., Sandbers L., Sincerny P., Tucker T. Fast MARX for PRS drivers // 14th IEEE Pulsed Power Conf., Dallas, 2003, P.619-621

9. Monjaux Ph., Huet D., Leon J., Kovacs F., Kovalchuk В., Kim A. SYRINX project: first results with a 640 kJ LTD accelerator // 1 llh IEEE Pulsed Power Conf., Baltimor, 1997, P.687-697

10. Kim A.A., Bastrikov A.N., Volkov S.N., Durakov V.G., Kovalchuk B.M., Sinebryukhov V.A. 1 MV ultra-fast LTD generator// 14lh IEEE Pulsed Power Conf., Dallas, 2003, P.853-854

11. Summa W.J., Gullikson R.L., Hebert M.P., Rowley J.E., Leon J.F., Vitkovitsky I. Advances in X-ray simulator technology // I0lh IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1995, P. 1-12

12. Mendel C.W. and Goldstein S.A. A fast-opening switch for use in REB diode experiments//J. Appl. Phys., 1977, voI.48(3), P. 1004-1006

13. Stringfield R., Scheider R., Genuario R.D., Roth I., Childers K., Stalling C. And Dakin D. Plasma erosion switches with imploding plasma loads on a multiterawatt pulsed power generator//J. Appl. Phys., 1981, vol.52(3), P. 12781284

14. Meger R.A., Commisso R.J., Cooperstein G. and Goldstein S.A. Vacuum inductive store/pulse compression experiment on a high power accelerator using plasma opening switch // Appl. Phys. Lett., 1983, vol.42( I 1), P.943-945

15. Moore W.B., McDaniel D.H., Mowrer G.R. and Rochau G.E. Numerical analysis of experimental data to infer plasma motion in plasma opening switches // 7lh IEEE Pulsed Power Conf., Monterey, 1989, P.703-706

16. Sincerny P., Ashby S., Childers K., Deeney C., Drury D., Goyer J., Kortbawi D., Roth I., Stallings C., Schlitt L. The DECADE high power generator / 9lh IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1993, P.880-883

17. Абдулин Э.Н., Баженов Г.И., Бастриков А.Н., Бугаев С.П., Ким А.А., Ковальчук Б.М., Кокшенев В.А., Ладыженский О.Б., Месяц Г.А., Сухушин К.Н. Сильноточный плазмонаполненный диод в режиме прерывателя тока // Физика плазмы, 1985, т.11, вып. 1, С. 109-110

18. Абдулин Э.Н., Баженов Г.И., Ким А.А., Ковальчук Б.М., Кокшенев В.А. Плазменный прерыватель тока при микросекундных временах вводаэнергии в индуктивный накопитель // Физика плазмы, 1986, т. 12, вып. 10, С. 1260-1264

19. Bugaev S.P., Volkov A.M., Iskoldsky A.M., Kim A.A., Kovalchuk B.M., Mesyats G.A., Novikov A.A., Yakovlev V.P. A terawatt pulse-power generator with a microsecond plasma-opening switch // IEEE Trans. Plasma Sci., 1990, vol.18(1), P.l 15-118

20. Goodrich P.J., Hinshelwood D.P., Commisso R.J., Grossmann J.M., Kellogg J.C. and Weber B.V. High power opening switch operation on HAWK // 9lh IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1993, P.511-515

21. Rix W., Miller A., Husovsky D., Thompson J., Waigman E. Status of the ACE-4 inductive storage technology, 6 MA driver // 9th IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1993, p. 115-118

22. Reinovsky R.E., Baker W.L., Chen Y.G., Holmes J., Lopez E.A. SHIVA STAR inductive pulse compression system // 4lh IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1983, P. 196-201

23. Sincerny P., Ashby S., Childers K., Goyer J., Kortbawi D. Roth I., Stallings C., Dempsey J., Schlitt L. Performance of DECADE module #1 (DM1) and the status of the DECADE machine // 10Ih IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1995, P.405-416

24. Goyer J.R., Kortbawi D. and Sincerny P.S. Improvement performance of a plasma opening switch using a novell anode configuration // IEEE Trans. Plasma Sci., 1994, vol.22(3), P.242-246

25. Goyer J.R., Kortbawi D., Childers F.K., Sincerny P.S., Weber B.V., Ottinger P.F., Commisso R.J. Thompson J.R. and Babineau M.A. Plasma opening switch research for DECADE // IEEE Trans. Plasma Sci. 1997, vol.25(2), P. 176-188

26. Rix W., Coleman P., Thompson J., Husovsky D., Melcher P. And Commisso R. Scaling microsecond-conduction-time plasma opening switch operation from 2 to 5 MA // IEEE Trans. Plasma Sci., 1997, vol.25(2), P. 169-175

27. Thompson J., Coleman P., Grumley R., Goodrich P.J., Goyer J.R., Rauch J.E., Maron Y., Moschella J.J. DECADE QUAD monolithic POS development in ACE-4 // 12lh IEEE Pulsed Power Conf., Monterey, 1999, P.210-213

28. Kovalchuk B.M., Kokshenev V.A., Kim A.A., Kurmaev N.E., Loginov S.V., Fursov F.I. GIT16: state of project in 1995-1997 // 11th IEEE Pulsed Power Conf., Baltimor, 1997, P.715-723

29. Kokshenev V.A., Kurmaev N.E. and Fursov F.I. Megampere microsecond POS // 12lh Symp. on High Current Electronics, Tomsk, 2000, P.268-273

30. Weber B.V., Commisso R.J., Goodrich P.J., Grossmann J.M., Hinshelwood D.D., Kellogg J.C. and Ottinger P.F. Investigation plasma opening switch conduction and opening mechanism // IEEE Trans. Plasma Sci., 1991, vol. 19(5), P.757-766

31. Кингсеп А.С., Мохов Ю.В., Чукбар K.B. О нелинейных скиновых явлениях в плазме // Физика плазмы, 1984, т. 10, вып.4, С.854-859

32. Cassany В. and Grua P. Analysis of the operating regimes of microsecond-conduction-time plasma opening switches // J. Appl. Phys., 1995, 78(1), P.67-76

33. Weber B.V., Commisso R.J., Goodrich P.J., Grossmann J.M., Hinshelwood D.D., Ottinger P.F. and Swanekamp S.B. Plasma opening switch conduction scaling// Phys. Plasmas, 1995, 2(10), P.3893-3901

34. Чуватин A.C., Ким А.А., Кокшенев В.А., Логинов C.B. Холловская МГД-модель микросекундного плазменного прерывателя тока и ее приложение к экспериментам на установках ГИТ // Изв. ВУЗов, Физика, 1997, №12, С.56-66

35. Chuvatin A.S., Rudakov L.I. and Etlicher В. Interaction of a fast magnetic field with nonmagnetized plasma for the plasma opening switch case // 11th Int. Conf. of High Power Particle Beams, Prague, 1996, P. 1199-1202

36. Huba J.D., Grossmann J.M. and Ottinger P.F. Hall magnetohydrodynamic modeling of a long-conduction-time plasma opening switch // Phys. Plasmas, vol.l(lO), 1994, P.3444-3454

37. Чукбар К.В., Яньков В.В. Эволюция магнитного поля в плазменных размыкателях // Журнал технической физики, 1988, т.58, вып.11, С.2130-2135

38. Chuvatin A.S., Rudakov L.I. and Etlicher В. Plasma opening switch a system and structure analysis in the framework of the Hall MHD // 1 llh IEEE Pulsed Power Conf., Baltimor, 1997, P. 1168-1173

39. Луценко Е.И., Середа Н.Д., Концевой Л.М. Исследование образования слоев объемного заряда в плазме // Физика плазмы, 1976, т. 2, вып. 1, С.72-81

40. Ottinger P.F., Goldstein S.A. and Meger R.A. Theoretical modeling of the plasma erosion opening switch for inductive storage applications // J. Appl. Phys., 1984, 56(3), P.774-784

41. Иваненков Г.В. Физические основы действия сильноточных плазмоэрозионных размыкателей // Препринт №318 Физического института им. П.Н. Лебедева, М., 1985, 45 с.

42. Goyer J.R., Kortbawi D., Sincerny P.S., Parks D., and Waisman E. Scaling of voltage with cathode radius of a plasma opening switch // J. Appl. Phys., 1995, vol.77(6), P.2309-2313

43. Долгачев Г.И., Ушаков А.Г. О предельных параметрах плазменного прерывателя тока// Физика плазмы, 2001, т.27, вып.2, С. 121-130

44. Chikin R.V., Dolgachev G.I., Golovanov J.P., Kalinin J.G., Pivinskaya I.V., Ushakov A.G., Zakatov L.P. The microsecond plasma current interrupting switch // 8th Int. Conf. of High Power Particle Beams, Novosibirsk, 1990, P. 1022-1025

45. Mendel C.W., Savage M.E., Zagar D.M., Simpson W.W., Grasser T.W. and Quintenz J.P. Experiments on a current-toggled plasma-opening switch // J. Appl. Phys., 1992, 71(8), P.3731-3746

46. Savage M.E., Seidel D.B. and Mendel S.W. Design of a command-triggered plasma opening switch for terawatt applications // IEEE Trans. Plasma Sci., 2000, vol.28, P. 1533-1539

47. Chuvatin A.S., Kim A.A., Kovalchuk B.M., Kokshenev V.A., Kurmaev N.E., Loginov S.V., Fursov F.I. A composite POS: proof-of-principle results from GIT-12// 1 l,h IEEE Pulsed Power Conf., Baltimor, 1997, P.261-268

48. Kovalchuk B.M. and Mesyats G.A. Super power pulsed systems with plasma• thopening switch // 8 Int. Conf. of High Power Particle Beams, Novosibirsk, 1990, P.92-103

49. Долгачев Г.И., Закатов Jl.П., Ушаков А.Г. Микросекундный плазменный прерыватель тока// Физика плазмы, 1991, т. 17, вып. 10, С. 1171-1182

50. Commisso R.J., Goodrich P.J., Grossmann J.M., Hinshelwood D.D., Ottinger P.F. and Weber B.V. Characterization of a microsecond-conduction-time plasma opening switch // Phys. Fluids В., 1992, vol.4(7), P.2368-2376

51. Swanekamp S.B., Grossmann J.M., Ottinger P.F., Goyer J.R. and Commisso R.J. Power flow between a plasma opening switch and a load separated by a high-inductance magnetically insulated transmission line // J. Appl. Phys., 1994, vol.76(5), P.2648-2656

52. Kim A.A., Kovalchuk B.M., Kokshenev V.A., Kurmaev N.E., Loginov S.V., Fursov F.L, Jakovlev V.P. Current distribution during conduction and POS opening on GIT8 // 10,h IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1995, P.226-231

53. Бастриков A.H., Жерлицын А.А., Ким А.А., Ковальчук Б.М., Логинов C.B., Яковлев В.П. Исследование вариантов передающей линии плазменный прерыватель-нагрузка // Изв. ВУЗов, Физика, 1999, №12, С.20-25

54. Ковальчук Б.М., Кокшенев В.А., Новиков А.А., Яковлев В.П. Секция на 1 MB для мощных сильноточных импульсных генераторов // ПТЭ, №1, 1989, С.137-139

55. Волков С.Н., Жерлицын А.А., Ковальчук Б.М., Логинов С.В., Пегель И.В. Вакуумный проходной изолятор на напряжение ~1 MB // ПТЭ, 2003, №5,1. C.85-88

56. Mendel C.W., Zagar D.M., Mills G.S., Humphries S., Goldstein S.A. Пушка для получения углеродной плазмы // Приборы для научных исследований, 1980, №12, С.46-49

57. Weber B.V., Commisso R.J., Cooperstein G., Grossmann J.M., Hinchelwood

58. D.D., Mosher D., Neri J.M., Ottinger P.F. and Stephanakis S.J. Plasma erosion opening switch research at NRL // IEEE Trans. Plasma Sci., 1987, vol. 15(6), P.635-648

59. Kim A.A., Getman P.V., Kurmaev N.E. // Int. Workshop on Physiks and Technique on High Power Opening Switch, Novosibirsk, 1990, P. 165-174

60. Chuvatin A.S., Etlicher B.E., Edison N.S. and Rouilte C. A sensitive He-Ne interferometer with passive power stabilization for low-density pulsed-plasma measurements // Rev. Scientific Instrum., 1993, vol.64(8), P.2267-2271

61. Chuvatin A.S., Rouille C., Etlicher В., Bayol F., Morell A., Kim A., Loginov S., Kokshenev V. and Kovalchuk B. Experimental characterization on GIT-8 plasma opening switch // I llh Int. Conf. on High Power Particle Beams, Prague, 1996, P. 1203-1206

62. Крастелев Е.И., Мозговой А.Г., Соловьев М.Ю. Приэлектродная плазма в плазмоэрозионном размыкателе // VII Всесоюзн. симп. по сильноточной электроники, Томск, 1988, часть III, С. 13-15

63. Ковальчук Б.М., Жерлицын А.А. Распространение плазмы вдоль оси плазменного прерывателя тока при радиальной инжекции // Письма в ЖТФ, 2004, т.ЗО, вып.4, С.55-61

64. Методы исследования плазмы / под. ред. В. Лохте-Хольтгревена М.: изд-во Мир, 1971, 552 с.

65. Zherlitsyn A.A. Study of a plasma opening switch in current switching to a coaxial line with short-circuited and open-circuited central conductors // 13th Symp. High Current Electronics, Tomsk, 2004, P. 174-176

66. Быстрицкий B.M., Красик Я.Е., Лисицын И.В., Синебрюхов А.А. Динамика токопереноса в стадии проводимости микросекундного плазменного размыкателя // Физика плазмы, 1991, т. 17, вып.1, С.62-68

67. Hinshelwood D.D., Commisso P.J., Grossmann J.M., Kellogg J.С., Ottinger P.F. and Weber B.V. Axially resolved PEOS measurements at microsecond conduction times // 8lh Int. Conf. of High Power Particle Beams, Novosibirsk, 1990. P. 1034-1039

68. Гордеев А.А., Гречиха А.А., Гулин A.B., Дроздова O.M. О роли эффекта Холла в плазменных размыкателях // Физика плазмы, 1991. т. 17, вып.6, С.650-663

69. Fruchtman A., Grossmann J.M., Swanekamp S.B. and Ottinger P.F. Sheath propagation along the cathode of a plasma opening switch // IEEE Trans. Plasma Sci., 1999, vol.27(5), P. 1464-1468

70. Kingsep A., Munier A. Effect of anomalous resistivity on the dynamics of plasma switch // 1 llh Int. Conf. of High Power Particle Beams, Prague, 1996, P. 1225-1228

71. Генерация и фокусировка сильноточных релятивистских электронных пучков / под ред. Л.И.Рудакова М., Энергоатомиздат, 1990, 279 с.

72. Bastrikov A.N., Zherlitsyn А.А., Kim А.А., Kovalchuk B.M., Loginov S.V., Yakovlev V.P. Experiments on GIT-4 with the load upstream from the POS // 12th IEEE Pulsed Power Conf., Monterey, 1999, P. 1191-1194

73. Бастриков А.Н., Жерлицын А.А., Ким А.А., Ковальчук Б.М., Логинов С.В., Яковлев В.П. Эксперименты на ГИТ-4 с включением нагрузки до плазменного прерывателя тока//Изв. ВУЗов, Физика, 1999, №12, С.31-35

74. Ottinger P.F., Goldstein S.A. and Meger R.A. Theoretical modeling of the plasma erosion opening switch for inductive storage applications // J. Appl. Phys., 1984, 56(3), P.774-784

75. Venneri F., Mandrekas J. and Gerdin G. Preliminary studies of the plasma focus as an opening switch // 4th IEEE Pulsed Power Conf., Albuquerque, 1983, P.350-353

76. Голованов Ю.П., Долгачев Г.И., Закатов Л.П., Скорюпин В.А. Синхронизация нескольких индуктивных накопителей с плазменными прерывателями тока// VII Всесоюзн. симп. по сильноточной электроники, Томск, 1988, часть III, С.31-33

77. Голованов Ю.П., Долгачев Г.И., Закатов Л.П., Скорюпин В.А. Применение плазменных прерывателей тока в индуктивных накопителях для создания тераваттных генераторов с большой энергетикой // Физика плазмы, 1988, т. 14, вып.7, С.880

78. Алтухов А.А., Блинов П.И., Долгачев Г.И., Масленников Д.Д., Федоткин А.С., Ходеев И.А. Синхронизация параллельных плазменных прерывателей и передача тока в нагрузку // Физика плазмы, 2003, т.29, вып.8, С.722-726

79. Bastrikov A.N., Zherlitsyn А.А., Kovalchuk В.М., Loginov S.V. and Yakovlev V.P. GIT-4 experiments with plasma opening switch // 12th Symp. High Current Electronics, Tomsk, 2000, P.360-362

80. Бастриков A.H., Жерлицын A.A., Ким A.A., Ковальчук Б.М., Логинов С.В., Яковлев В.П. Увеличение мощности линейного трансформатора посредством последовательного включения плазменных прерывателей тока // Изв. ВУЗов, Физика, 1999, №12, С.9-14