Zebra

Il generatore di potenza pulsata Zebra da 2 TW ha tre stadi di amplificazione di potenza. La banca Marx è composta da 32 condensatori da 1,3 μF caricati in parallelo fino a 100 kV e scaricati in serie, e che possono immagazzinare un'energia totale fino a 200 kJ.

Il banco viene scaricato in un secondo stadio (intermedio) di amplificazione di potenza, costituito da un condensatore coassiale da 28 nF, 3,5 MV. Questo condensatore utilizza l'acqua come dielettrico e viene attivato da un interruttore Rimfire isolato in SF6. Quando questo condensatore di accumulo intermedio è carico per circa l'80%, l'interruttore viene attivato elettricamente o si autointerrompe, collegandosi così al terzo stadio della compressione dell'impulso. Questo terzo stadio è costituito da una linea di trasmissione verticale coassiale da 50 ns, 1,9 Ω e da un interruttore dell'acqua autointerrompibile a otto canali.

Una volta chiuso questo interruttore, sull'alimentazione finale del carico, situato in una camera sperimentale a vuoto sopra l'ultima linea di trasmissione verticale, viene applicato un impulso di tensione di ampiezza di circa 2 MV. Infine, viene erogato al carico un impulso di corrente con intensità massima fino a 1,2 MA e con un tempo di salita di 90 ns.

Gli apparecchi complementari includono:

Le misurazioni di corrente e tensione vengono effettuate in tutte le sezioni di Zebra; nella sezione Marx, vicino alla regione di carico, e allo stack di isolanti. La tensione viene misurata con rilevatori V-dot (divisore capacitivo) e divisori resistivi. La misurazione della corrente viene effettuata dai monitor B-dot (bobine di rilevamento) o dai CVR. La corrente attraverso il carico viene misurata con tre monitor differenziali a punto B posizionati a circa 15 cm dall'asse della camera in tre diverse posizioni azimutali.

In genere, la tensione di carica della banca Zebra Marx è di 85 kV e l'energia immagazzinata è di 150 kJ. Attualmente sono disponibili due regimi di impulso della corrente di carico:

Nel regime di impulsi brevi, la corrente ha un piedistallo che aumenta in modo approssimativamente lineare per circa 100 ns fino a circa il 5% dell'intensità di corrente massima. Il regime a impulso lungo si ottiene rinunciando all'ultimo stadio di amplificazione di potenza (gli interruttori del water gap sono chiusi), eliminando così l'accelerazione >300 g dei componenti della regione di carico associati all'accensione del water gap.

La camera sperimentale Zebra si trova in cima alla linea di trasmissione verticale Zebra. Dispone di 16 porte diagnostiche, equidistanti a 22,5 gradi, con diametri alternati di 7,6 cm e 4,4 cm. Nella configurazione attuale, la parete della camera svolge il ruolo di conduttore di ritorno della corrente, quindi tutta la diagnostica deve essere installata all'esterno della parete, ad una distanza minima di 30 cm dall'asse della camera per evitare danni dovuti agli effetti EMP. La regione di carico di Zebra è comodamente accessibile, per mettere in campo una varietà di diagnostiche a raggi X, ottiche e di particelle e per sviluppare l'accoppiamento del laser a impulsi brevi ad alta intensità con la camera di carico.

Impulsi di trigger con jitter inferiore a 5 ns rms rispetto alla massima intensità di corrente di carico sono disponibili per diagnostiche che richiedono tempi di ritardo inferiori a 350 ns. Se il ritardo richiesto è maggiore, gli impulsi di trigger disponibili presentano un jitter di circa 15 ns rms.

Essendo un generatore ad alta impedenza (1,9 Ω), Zebra può ospitare una varietà di carichi diversi nella camera sperimentale senza un effetto significativo sulle caratteristiche dell'impulso della corrente di carico. Esempi di esperimenti e carichi Zebra utilizzati frequentemente includono:

Gli impulsi laser a impulsi brevi e ad alta intensità (dal laser Leopard da 50 TW) vengono comunemente trasportati alla camera a vuoto Zebra attraverso l'apparato di commutazione ottica (una linea di raggio evacuata). Attualmente il raggio laser può essere focalizzato con l'ottica rifrattiva in una regione di circa 5 cm di diametro attorno al centro della camera sperimentale Zebra.