黄培培 刘大刚 刘腊群 王辉辉 夏梦局 陈颖

(电子科技大学物理电子学院，成都 610054)

(2013年5月5日收到;2013年6月16日收到修改稿)

1 引言

Z箍缩装置对惯性约束聚变、天体物理学、辐射物理学等现代物理学领域有相当重要的作用[1].在Z箍缩装置中，往往采用多路传输汇聚的方式，以实现功率在中心区域的汇聚[2].传统Z箍缩装置中的脉冲功率产生器件及传输线通常分别放置在油区与水区中[3-5]，但在传输MV，TW量级的高功率脉冲时，为保证油与水不被击穿，需要较大的阴阳极间距，因而整个装置将十分庞大[6].若采用磁绝缘[7,8]脉冲功率真空装置，则无需很大的阴阳极间距，就可有效地实现脉冲功率的馈入与传输，其每个单路装置的体积相对传统装置更小，可实现更多路数的脉冲功率汇聚，从而达到更大的工作电流.

另一方面，由于脉冲功率真空装置中单路器件各个部分的性能及阻抗的匹配都对传输效率有很大的影响，因此需要对单路器件的脉冲功率产生、传输及汇聚进行整体的模拟研究.而每个单路装置的长度达到几十米，若采用单台计算机对整个器件直接进行串行建模计算，不仅计算时间漫长，而且计算机的虚拟内存也将满足不了计算的需求.在此基础上，本文从数值模拟的角度出发，以粒子模拟软件CHIPIC[9,10](该软件可对磁绝缘传输线进行有效地模拟[11])为基础，采用多台计算机进行分进程并行计算[12,13]的方法，对单路脉冲功率的产生、传输及汇聚进行了……