ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2025. №11

УДК: 621.373, 621.3.064

17-я Международная конференция

«Газоразрядная плазма и ее применения»

Екатеринбург, Россия, 8-12 сентября 2025

1-МА, 40-КВ ЛТД СТУПЕНЬ С ВОЗДУШНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

А.А. Жерлицын ¹, Е.В. Кумпяк ¹, А.Д. Ленский ¹, А.В. Павленко ², А.Н. Григорьев ²

¹ ИСЭ СО РАН 634055, Томск, проспект Академический, 2/3

² РФЯЦ-ВНИИТФ 456770, Снежинск, Челябинская область, ул. Васильева, 13, а/я 245

Статья поступила в редакцию 2 октября 2025 г.

Аннотация. В работе представлены конструкция и результаты испытаний мегаамперной ЛТД ступени с зарядным напряжением 40 кВ в изоляции которой не используется трансформаторное масло или газ повышенного давления. Размеры ступени составляют 2,8 м × 2,8 м, длина в осевом направлении 22 см. Емкостной накопитель ступени состоит из 120 конденсаторов (40 кВ, 100 нФ) и 40 многоканальных, многозазорных разрядников. При зарядном напряжении 40 кВ в нем запасается 9,6 кДж энергии. В согласованной нагрузке ~20 мОм ступень генерирует импульс тока амплитудой ~1 МА и фронтом ~200 нс. Данная ЛТД ступень демонстрирует возможность упрощения конструкции и эксплуатации мощных ЛТД генераторов за счет снижения зарядного напряжения и использования сухого воздуха при атмосферном давлении для электрической изоляции как внутри ступеней, так и внутри разрядников.

Ключевые слова: генераторы мощных высоковольтных импульсов, ЛТД генератор, ЛТД ступень, первичный емкостной накопитель энергии, управляемый многозазорный многоканальный разрядник.

Автор для переписки: Жерлицын Андрей Алексеевич, andzh@oit.hcei.tsc.ru

Литература

1. Sinars D.B. et al. Review of pulsed power-driven high energy density physics research on Z at Sandia // Physics of Plasmas. – 2020. – Т. 27. – №. 7. https://doi.org/10.1063/5.0007476

2. Lam S.K. et al. Fast discharge energy storage development for advanced X-ray simulators // IEEE transactions on plasma science. – 2005. – Т. 33. – №. 2. – С. 982-989. https://doi.org/10.1109/TPS.2005.845089

3. Stygar W.A. et al. Impedance-matched Marx generators // Physical Review Accelerators and Beams. – 2017. – Т. 20. – №. 4. – С. 040402. https://doi.org/10.1103/PhysRevAccelBeams.20.040402

4. Guegan B. et al. Mega-volt impedance-matched Marx // 2021 IEEE Pulsed Power Conference (PPC). – IEEE, 2021. – С. 1-6. https://doi.org/10.1109/PPC40517.2021.9733131

5. Bastrikov A.N. et al. Primary energy storages based on linear transformer stages // Laser and Particle Beams. – 2003. – Т. 21. – №. 2. – С. 295-299. https://doi.org/10.10170S0263034603212209

6. Kim A.A., Mazarakis M.G. The story of the LTD development // IEEE Transactions on Plasma Science. – 2019. – Т. 48. – №. 4. – С. 749-756. https://doi.org/10.1109/TPS.2019.2954210

7. Kim A.A. et al. Development and tests of fast 1-MA linear transformer driver stages // Physical Review Special Topics–Accelerators and Beams. – 2009. – Т. 12. – №. 5. – С. 050402. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.12.050402

8. Kim A.A. et al. Development of the ultra-fast LTD stage // 2002 14th International Conference on High-Power Particle Beams (BEAMS). – IEEE, 2002. – Т. 1. – С. 81-84. https://doi.org/10.1063/1.1530807

9. Kovalchuk B.M. et al. Pulse generators based on air-insulated linear-transformer-driver stages // Physical Review Special Topics–Accelerators and Beams. – 2013. – Т. 16. – №. 5. – С. 050401. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.16.050401

10. Jiang X. et al. A gas-insulated mega-ampere-class linear transformer driver with pluggable bricks // Review of Scientific Instruments. – 2020. – Т. 91. – №. 12. https://doi.org/10.1063/5.0028451

11. Жерлицын А.А., Кумпяк Е.В. Секция первичного емкостного накопителя энергии с изоляцией воздухом атмосферного давления и зарядным напряжением 40 кВ // 2024 9th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE–2024). – 2024. – C. 492-497. https://doi.org/10.56761/EFRE2024.S4-P-032002

12. Ким А.А. и др. Джиттер искровых разрядников ЛТД // Изв. вузов. Физика. – 2015. – Т. 58. – №. 9-2. – С. 156.

Для цитирования:

Жерлицын А.А., Кумпяк Е.В., Ленский А.Д., Павленко А.В., Григорьев А.Н. 1-МА, 40-кВ ЛТД ступень с воздушной изоляцией // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.11.18