中文摘要：

本项目提出了一种电磁内爆等离子体驱动的强流脉冲压缩开关。结合爆磁压缩发生器工作机理，利用重负载Z箍缩等离子体壳层进行磁通量压缩，从而实现大电流长脉冲的压缩、陡化。该设计可以把峰值20兆安、脉宽数微秒的长脉冲电流压缩成百兆安量级、脉宽百纳秒以内的适合驱动快Z箍缩负载的快前沿强流脉冲。该设计配合爆磁压缩发生器可以成为目前快Z箍缩研究的备选脉冲功率源，而且该类型脉冲功率源具有结构小型化、造价相对低廉、建造周期短等优点，可以成为当前脉冲功率源的有益补充。开展这一研究，还可以为强流脉冲加速器在脉冲成型、压缩方面探索新的研究思路。快Z箍缩研究的发展，为实现具有军事应用潜力的自毁型、高增益、高燃耗纯聚变装置的研究提供基础。因此，本项目的实施，不仅对于探索新型脉冲功率源具有重要的学术价值，而且在国防建设上具有广泛的应用前景。

结论摘要：

在基金委面上项目资助下，课题组进行了电磁内爆脉冲压缩开关的机理性研究，在国际上首次提出了利用内爆等离子体驱动磁通量压缩实现强流电脉冲压缩、锐化的理论设计模型，并进行了数值模拟研究和装置特性分析。主要工作分为两个部分（1）内爆等离子体驱动磁通量压缩的研究，（2）超强磁场与导体的相互作用研究。第一部分主要研究了内爆等离子体的磁场捕获和磁通量压缩过程，研究了不同等离子体参数对内爆过程的影响，并通过数值模拟对等离子体参数进行了优化设计；第二部分研究主要是定子线圈的设计和高频特性分析，通过对强磁场向导体磁扩散的研究，分析了定子线圈的导流能力，并针对高压击穿问题和电流拥挤效应问题进行了线圈的物理设计和数值模拟。研究结果表明设计达到了课题的预期目标。通过课题的开展，课题组主要有一下几个方面的收获（1）强流脉冲压缩开关的设计为快z箍缩等高能密度物理研究提供了备选的驱动源技术方案；（2）直接带动了课题组下一步的研究方向——我们将磁场与导体相互作用的研究成果拓展到了系统电磁兼容领域，并得到了科技部国家重点基础研究计划（973）B类项目的支持（项目名称支撑微波能高效工业应用中的新型微波源基础问题研究，课题名称大功率微波源的电磁干扰研究与抑制，项目从2013年1月开始执行）；（3）与国内优势单位的合作研究。课题研究开展过程中，与国内相关研究的优势单位建立了良好的合作关系在等离子体物理研究方面，与中国矿业大学李英骏研究组开展了深入合作，下一步，拟在激光内爆等离子体驱动磁通量压缩产生超高磁场（1000MGs）方面进行深入研究，力争在快点火方面取得一些进展；在电子元器件电磁特性研究方面，与北京邮电大学王亚峰研究组和西南交通大学廖成研究组合作，把我们的定子线圈高频特性研究向系统级电磁兼容预测与电磁干扰抑制方面拓展，为申请和完成电磁兼容内容的973项目奠定了理论和数值模拟基础。（4）课题开展期间，在国内外核心期刊和学术会议上发表论文6篇（详细情况见附件1-6）。另有关于等离子体壳层参数优化的国内学术期刊论文（强激光与粒子束）1篇，已投稿；关于定子线圈阻抗频率特性的中文期刊论文已经定稿；一篇关于脉冲超高磁场向导体扩散的工作国际学术期刊(拟投稿Journal Applied Physics )已经完成论文撰写工作。后续的成果，我们将按照基金委要求继续标注自然基金资助。