§15.3
Типы микросекундных генераторов Маркса
279
выходу ГМ через дополнительную индуктивность 2, что способствовало более
эффективному умножению напряжения на нем, однако амплитуда первого колеба-
ния не в 2, а только в 1,7 раза превышала рабочее напряжение генератора. На ра-
зомкнутом конце передающей линии напряжение удваивалось и в итоге в 3,4 раза
превышало напряжение, вырабатываемое генератором Маркса. Импульсы напря-
жения амплитудой 1 МВ при длительности фронта приблизительно 5 не получали
[14], разряжая малоиндуктивный конденсатор, заряженный до напряжения около
250 кВ, на трансформатор, состоящий из отрезков однородных линий с возрас-
тающим волновым сопротивлением.
Из анализа режима удвоения напряжения видно, что для повышения кпд ис-
пользования повышенного напряжения необходимо увеличивать отношение емко-
сти малоиндуктивного конденсатора к «ударной» емкости в ГМ. Анализ схемы
разряда генератора на конденсатор С
2
показывает, что при С
2
/(С
0
/А^) 1 кпд пе-
редачи энергии из ГМ в малоиндуктивный конденсатор тоже стремится к 1, хотя
выигрыш по напряжению при этом исчезает. После замыкания ключа К
2
(рис. 3, б)
при условии, что
К
Н
С
2
= 7г /о>
2
, где со
2
=
л/2/у]ЦС
2
, Я\ « 0, практически вся
энергия, запасенная в С
2
, выделится на нагрузке К
н
. Для выбора оптимального
значения Ь\ используем формулу:
Ц « 5Д
Н
/
И
. (15.8)
Этот режим работы, известный как импульсная зарядка генератором Маркса
накопительного элемента, получил широкое распространение в мировой практике.
В качестве накопительного элемента выступают как одиночная, так и двойная
формирующая линия. В отличие от одиночной линии, где теряется половина за-
рядного напряжения, в двойной формирующей линии при работе на согласован-
ную нагрузку получается напряжение, равное зарядному.
По-видимому, одними из первых публикаций по данному способу зарядки на-
копительного элемента следует считать работы [15, 16], в которых изложены ос-
новные принципы получения мощных электронных пучков, их диагностика и при-
менение. Из последующих работ следует отметить [17] и [18], в которых описаны
мощные генераторы электронных пучков «Аигога» и «Негтез» на базе импульсной
зарядки длинных линий, основной принцип которых - как можно более быстрая
импульсная зарядка накопительных линий. В таких линиях используются транс-
форматорное масло, а также вода как диэлектрик с большой е. Однако техническая
вода обладает довольно большой проводимостью и, кроме того, ее электрическая
прочность, как и большинства диэлектриков, сильно падает при увеличении дли-
тельности прикладываемого напряжения до 10"
6
с и более. Это привело, с одной
стороны, к использованию многих каскадов импульсной зарядки элементов (про-
межуточные емкостные накопители), а с другой стороны, к разработке мощных
генераторов Маркса с минимальной индуктивностью, к объединению отдельных
сравнительно маломощных секций генераторов Маркса в одном агрегате.
§ 15.3 Типы микросекундных генераторов Маркса
С появлением новых направлений в области применения импульсных ускори-
телей электронов и ионов, таких, как управляемый термоядерный синтез, мощ-
ные газовые лазеры, источники мягкого и жесткого рентгеновского излучения,