（国防科技大学理学院，长沙4丨0073）时，加速器?极管输出电丨+.500KV，束流强度9KA，fny脉宽人约50ns，该装置具有结构简单，安装方便，运丁等特点。

　　+极管一、引言强流相对论电+束加速器是从事篼功率微波、自由电子激光、准分了激光和粒子惯性约束等高科技研究的关键设备。传统的电子束加速器往往用Marx发生器作为初级能源，但是Marx发生器难以小型化，且重复运行性差，因而有一定的局限性。Tesla变压器由于具有体积小，能量传输效率高，易实现重复运行等特点，人们常用它作为加速器的初级储能可得：式的K值将使Tesla变压器得到极人值输出电压Us能M传输效率：由（3）式可得当T=l，即Wp=cs时，n=l，获得*高能量传输效率。将丁=1，n取1，0.6，0.38这就是Tesla变压器的谐振条件。当Tesla变压器「。作在谐振条件F时，可获得*高的输出电压和能量传输效率。

　　Tesla变压器的次级线圈与油介质Blumlein线相接。Blumlein线既娃一个电容器，是一个脉冲形成线。Tesla变压器次级iBumein线构成一个次级LC路。当给变压器初级的储能电容充电到一定值，使触发开关导通，在Teala变压器的初级路形成振荡。当满足谐振条件。则变压器初级耦合到次级的能量*多，Blumlein线上充屯电压*高。当充电电压达到装在Blumlein线中筒与内筒之间的自击空气体开关的击穿电压时，开关导通，81111111611线给二极管放电，在-极管阴阳极间产生高电压脉冲和强电子束流。

　　三、Tesla变压器型加速器的结构Tesla变压器型加速器的结构如所示，它主要由Tesla变压器，初级能源、主开关、油介质BUrnilein线和：极管、充电电感以及测量电压和电流的分压器和分流器组成。-274- Tesla变压器初级线圈用宽20cm，厚2mm长1.1m的铜带绕成四匝做成，其电感为6.4hH，匝间间距为2cm，并用环氧树脂浇成外径45cm，内径35cm的圆筒，此圆筒即是Tesla变器的初级，也是外筒，有法兰接口能直接与Blumlein线外筒相接。次级线圈用线直径3mm的外有绝缘介质的铜线绕制在锥形的圆柱体上，共有300匝，其自感Blumlein线主要由中筒，内筒和外筒组成。采用等场强设计，其阻抗为48Q，电容值为2.03nF，二筒之间充有变压器油，筒与筒之间采用超高分+聚乙烯材料加I：成f.圆环形，并在表面车有环形槽。这样既能起到支承作用，不会产生表面击穿。主开关和预脉冲开艾采用Q穿的气体开关，通过调'1丨开关气压，来调V开关的导通压电压，从而使-极管获得M佳的输出电压和柬流。采用硫酸铜水电阻分压'来测坐一极管的电。此分乐器对方波脉冲的响应时间为3ns左厶。极管电流采用壁电流（即分流电阻）来测量。

　　四、实验结果实验分为两个部分。首先测MTesla变压器的谐振特性。对已加1：好的油介质Blumlein线和Tesla变压器，要使LSCS=LPCP，Ls、Lp和Cp是一定的，要获得诣振条件，**可调的是（：5，即通过调节初级储能电容的值来获得谐振条件。耦合系数K可通过Tesla变压器中心的铁钢片多少调节。由于是LC回路，闪此不能用电阻分压器来测量谐振波形。为此研制了响应时间为3.2ns带积分器的电容分压器51来测MTesla变压器的谐振电压波形。如a是理论计算Tesla变压器在指振条件F的输出波形，b是实验调试后测得的谐振特征曲线。从可为理论计算和实验结果基本一致。

　　对Tesla变压器型电+加速器系统进行了初步调试。实验时，阴极采用￠20的不锈杆，用￠70的不锈钢圆盘作为阳极，阴阳极间间距9mm，二极管真空度为lx丨04乇。通过电阻分压器和分流器后，用HP54502A示波器测得的二极管电压和电流波形分别如a和4b.二极管电压为480KV，半高脉宽40ns.二极管电流9KA.由于油介质的Blumlein脉中形成线不是采用等阻抗设计。即中筒与内筒之间阻抗为34Q，而中筒与外筒阻抗为14Q，这样，使二极管的电压波形和电流波形主脉宽（50ns）之后，有一个与主脉冲同宽的台阶。

　　五、结论Tesla变压器作为初级能源，来代替Marx发生器给油介质Blumlein线充电，能够使二极管获得较好的电压和束流输出。初步实验时，由于初级电容充电不能超过25KV.因此仅给初级电容充电20KV左右。如果更换初级电容，充电电压超过50KV，则极管的电压可可达1MV，电流可达20KA.在今后的T.作中，将进行重复运行调试，用它作为重复运行的高功率微波源的电+束能源。