Zebra

O gerador de energia pulsada Zebra de 2 TW possui três estágios de amplificação de potência. O banco Marx consiste em 32 capacitores de 1,3 μF carregados em paralelo até 100 kV e descarregados em série, e que podem armazenar uma energia total de até 200 kJ.

O banco é descarregado em um segundo estágio (intermediário) de amplificação de potência, que consiste em um capacitor coaxial de 28 nF e 3,5 MV. Este capacitor usa água como dielétrico e é acionado por um interruptor Rimfire isolado em SF6. Quando este capacitor de armazenamento intermediário está cerca de 80% carregado, a chave é acionada eletricamente ou se auto-desliga, conectando-se assim ao terceiro estágio da compressão de pulso. Este terceiro estágio consiste em uma linha de transmissão vertical coaxial de 50 ns e 1,9 Ω e um interruptor de água autointerruptor de oito canais.

Uma vez fechada esta chave, um pulso de tensão com amplitude de cerca de 2 MV é aplicado na alimentação final da carga, localizada em uma câmara de vácuo experimental no topo da última linha de transmissão vertical. Por fim, um pulso de corrente com intensidade máxima de até 1,2 MA e com tempo de subida de 90 ns é entregue à carga.

Os aparelhos complementares incluem:

Medições de corrente e tensão são feitas em todas as seções da Zebra; na seção de Marx, próximo à região de carga, e na pilha de isoladores. A tensão é medida com detectores V-dot (divisor capacitivo) e divisores resistivos. A medição da corrente é feita por monitores de pontos B (bobinas de captação) ou por CVRs. A corrente através da carga é medida com três monitores diferenciais de pontos B localizados a cerca de 15 cm do eixo da câmara em três locais azimutais diferentes.

Normalmente, a tensão de carregamento do banco Zebra Marx é de 85 kV e a energia armazenada é de 150 kJ. Dois regimes de pulso de corrente de carga estão disponíveis atualmente:

No regime de pulso curto, a corrente possui um pedestal que aumenta aproximadamente linearmente por cerca de 100 ns até cerca de 5% da intensidade máxima da corrente. O regime de pulso longo é obtido renunciando ao último estágio de amplificação de potência (os interruptores de intervalo de água são fechados), eliminando assim a aceleração> 300g dos componentes da região de carga associados ao disparo dos intervalos de água.

A câmara experimental da Zebra fica no topo da linha de transmissão vertical da Zebra. Possui 16 portas de diagnóstico, igualmente espaçadas em 22,5 graus, com diâmetros alternados de 7,6 cm e 4,4 cm. Na configuração atual, a parede da câmara desempenha o papel de condutor de retorno de corrente, portanto todos os diagnósticos devem ser instalados fora da parede, a uma distância mínima de 30 cm do eixo da câmara para evitar danos causados ​​pelos efeitos EMP. A região de carga da Zebra é convenientemente acessível para o campo de uma variedade de diagnósticos de raios X, ópticos e de partículas, e para desenvolver o acoplamento do laser de pulso curto de alta intensidade à câmara de carga.

Pulsos de disparo com jitter inferior a 5 ns rms em relação à intensidade máxima da corrente de carga estão disponíveis para diagnósticos que requerem tempos de atraso inferiores a 350 ns. Se o atraso necessário for maior, os pulsos de disparo disponíveis terão jitter em torno de 15 ns rms.

Sendo um gerador de alta impedância (1,9 Ω), o Zebra pode acomodar uma variedade de cargas diferentes na câmara experimental sem um efeito significativo nas características do pulso de corrente de carga. Exemplos de experimentos e cargas da Zebra usados ​​com frequência incluem:

Pulsos de laser de alta intensidade e pulso curto (do laser Leopard de 50 TW) são comumente transportados para a câmara de vácuo Zebra através do aparelho de comutação óptica (uma linha de feixe evacuada). Atualmente, o feixe de laser pode ser focado com óptica refrativa em uma região de cerca de 5 cm de diâmetro ao redor do centro da câmara experimental Zebra.