西北核技术研究所成功研制国际首台多路并联4兆安快前沿大电流LTD装置

近日，西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室团队成功研制出国际首台多路并联4兆安(MA)快前沿大电流直线变压器驱动源(Linear Transformer Driver， LTD)装置。该装置在套筒负载条件下，产生了峰值电流达4.1MA、前沿约60ns的大电流脉冲，相关成果已发表于国际期刊《Matter and Radiation at Extremes》(MRE)。这一突破标志着我国在快脉冲大电流驱动源技术领域取得重要进展。

直线变压器驱动源(LTD)技术具有能量传递效率高、波形调节灵活、系统扩展性强等优点，是强脉冲辐射环境模拟、Z箍缩惯性约束聚变等前沿领域的核心装备。研究团队为验证该技术在数十兆安级装置中的工程可行性，研制了这台4兆安LTD加速器。装置采用六路并联LTD模块同步放电的设计，共包含2880个电容器和1440个开关，在±85kV充电电压下初始储能约300kJ。团队攻克了快前沿大电流驱动源总体设计、LTD脉冲源研制、超高功率正极性电脉冲真空传输等关键技术，并实现了1440只气体开关在5纳秒精度内的同步触发。

该装置已成功用于驱动硬X射线负载，产生了大面积、高强度、平均光子能量为70-80keV的硬X射线辐射，从装置储能到负载的能量传输效率达32%-40%，是传统技术路线的2-3倍。这一成果不仅填补了国内该功率等级快前沿装置的空白，突破了大规模开关同步、太瓦级正极性脉冲传输等瓶颈，也为后续研制更大规模LTD装置、服务Z箍缩聚变等重大需求奠定了坚实技术基础。