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摘要
为减小大型脉冲功率装置中磁绝缘传输线复杂的中心汇聚结构产生过渡电流损失，设计了一种新型多路并联竖直三板磁绝缘传输线结构。该磁绝缘传输线结构是在中心汇流区域由并联竖直三板线过渡为单层圆锥结构。经过3维粒子模拟验证，该磁绝缘传输线结构汇流区域的低磁区位于大半径处，可形成良好的磁绝缘。基于空间粒子的相互作用，研究了阴极发射电子和中性气体电离时汇流区域的电流损失。仿真结果表明：中性气体的碰撞电离也是造成电流损失的重要因素之一，当H原子的原子数密度为1021 m-3量级时，过渡区域下游阳极的最大电流损失接近2%。此外，计算了脉冲并联数目分别为12,14,16,18,20时，中心汇聚结构电参数的动态变化。计算结果表明，电流损失与并联路数成正比，并联路数增加会降低真空电感，从而增强空间电荷效应，导致阻抗失配加剧，但仍能保持良好的磁绝缘。本文的设计研究结果，有助于深入理解多路并联磁绝缘传输结构的电流损失机理，为磁绝缘的实际应用和下一代脉冲功率装置的发展提供参考。
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单位西北核技术研究所; 西安交通大学
