Увеличение мощности излучения и удельной концентрации энергии плазмы сильноточных Z-пинчей за счет сжатия каскадных сборок, взаимодействующих через магнитное поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

С целью увеличения удельной концентрации энергии плазмы сильноточных Z-пинчей проведены эксперименты по сжатию каскадных многопроволочных вольфрамовых сборок, имеющих уменьшенную индуктивность на конечной стадии пинчевания. Эксперименты проводились на установке «Ангара-5-1» с током в нагрузке до 4 МА. Наибольшие на единицу длины пинча мощности излучения были получены с каскадными сборками, у которых погонная масса внутренней сборки с уменьшенной индуктивностью составляла от 1 до 1.5 погонной массы внешней сборки. С пинча длиной 1 см получена мощность мягкого рентгеновского излучения P ~11 ТВт. Удельный выход мягкого рентгеновского излучения пинча составил 130–140 кДж/см. Полная и удельная мощности излучения пинча, полученные при сжатии каскадной нагрузки с уменьшенной индуктивностью, превышают полную и удельную мощности излучения пинча, полученного при сжатии «стандартной» сборки длиной 1.6 см с теми же параметрами (7–8 ТВт и 5 ТВт/см соответственно). Выход мягкого рентгеновского излучения не изменялся при сокращении длины излучающего пинча с 1.6 см до 0.6 см. Динамика сжатия такой нагрузки свидетельствует об увеличении роли во взаимодействии каскадов магнитного поля тока, протекающего по внутреннему каскаду. Предложен вариант использования взаимодействия оболочек каскадной сборки через магнитное поле тока внутреннего каскада применительно к схеме статического «хольраума» с непрямым облучением сферических мишеней. В схеме возможен захват части тока внутренней сборкой, удерживающей статический «хольраум». В этом случае при взаимодействии каскадов практически всю кинетическую энергию внешней ускоренной оболочки можно использовать для генерации излучения в статическом «хольрауме» двумя образующимися приэлектродными пинчами.

Об авторах

Г. С. Волков

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»; Российский технологический университет - Московский институт радиотехники, электроники, автоматики

Email: volkov@triniti.ru
Россия, Москва; Москва

Е. В. Грабовский

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Email: volkov@triniti.ru
Россия, Москва

А. Н. Грицук

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Email: volkov@triniti.ru
Россия, Москва

К. Н. Митрофанов

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Email: volkov@triniti.ru
Россия, Москва

А. А. Рупасов

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rupasov@sci.lebedev.ru
Россия, Москва

И. Н. Фролов

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Email: rupasov@sci.lebedev.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Spielman R.B., Deeney C., Chandler G.A.,, Douglas M.R., Fehl D.L., Matzen M.K., McDaniel D.H., Nash T.J., Porter J.L., Sanford T.W.L., Seamen J.F., Stygar W.A., Struve K.W., Breeze S.P., McGurn J.S., Torres J.A., Zagar D.M., Gilliland T.L., Jobe D.O., McKenney J.L., Mock R.C., Vargas M., Wagoner T., Peterson D.L. // Phys. Plasma. 1998. V. 5. P. 2105.
  2. Jones M.C., Ampleford D.J., Cuneo M.E., Hohlfelder R., Jennings C.A., Johnson D.W., Jones B., Lopez M.R., MacArthur J., Mills J.A., Preston T., Rochau G.A., Savage M., Spencer D., Sinars D.B., Porter J.L. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85. P. 083501.
  3. Smirnov V.P. // Plasma Phys. Control Fusion. 1991. V. 33. P. 1697.
  4. Olson R.E., Chandler G.A., Derzon M.S., Hebron D.E., Lash J.S., Leeper R.J., Nash T.J., Rochau G.E., Sanford T.W.L., Alexander N.B., Gibson C.R. // Fusion Technol. 1999. V.35. P. 260.
  5. Wessel F.J., Etlicher B., Choi P. // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 69. P. 3181.
  6. Захаров С.В., Смирнов В.П., Гасилов В.А., Круковский А.Ю., Скороваров К.В. Препринт ИАЭ, 4587/6. М.: 1988.
  7. Захаров С.В., Новиков В.Г. Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша, № 061, 2002.
  8. Альбиков З.А., Велихов Е.П., Веретенников А.И., Глухих В.А., Грабовский Е.В., Грязнов В.М., Гусев О.А., Жемчужников Г.Н., Зайцев В.И., Золотовский О.А., Истомин Ю.А., Козлов О.В., Крашенинников И.С., Курочкин С.С., Латманизова Г.М., Матвеев В.В., Минеев Г.В., Михайлов В.Н., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Певчев В.П., Перлин А.С., Печерский О.П., Письменный В.Д., Рудаков Л.И., Смирнов В.П., Царфин В.Я., Ямпольский И.Р. // Атомная энергия. 1990. Т. 68. С. 26.
  9. Олейник Г.М. // ПТЭ. 2000. № 3. С. 49.
  10. Волков Г.С., Грабовский Е.В., Зайцев В.И., Зукакишвили Г.Г., Зурин М.В., Митрофанов К.Н., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Порофеев И.Ю., Смирнов В.П., Фролов И.Н. // ПТЭ. 2004. № 5. С. 74.
  11. Олейник Г.М., Браницкий А.В. // ПТЭ. 2000. № 4. С. 58.
  12. Александров В.В., Волков Г.С., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Лахтюшко Н.И., Медовщиков С.Ф., Олейник Г.М., Светлов Е.В. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 160.
  13. http://www.vniia.ru/production/bystroprotekaushie-processy/apparatura-dlya-registratsii-bystroprotekayushchikh-protsessov.php
  14. Грабовский Е.В., Зукакишвили Г.Г., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Фролов И.Н., Сасоров П.В. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 33.
  15. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Грицук А.Н., Браницкий А.В., Фролов И.Н., Грабовский Е.В., Сасоров П.В., Ольховская О.Г., Зайцев В.И. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 157.
  16. Скобляков А.В., Колесников Д.С., Канцырев А.В., Голубев А.А., Рудской И.В., Грицук А.Н., Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М. // Физика плазмы. 2023. T. 49. С. 558.
  17. Ning Cheng, Ding Ning, Liu Quan, Yang Zhen-Hua, Fan Wen-Bin, Zhang Yang // Chinese Phys. Lett. 2006. V. 23. P. 1857.
  18. Грабовский Е.В., Зукакишвили Г.Г., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Фролов И.Н., Сасоров П.В. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 33.
  19. Волков Г.С., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Комаров Г.Л., Рупасов А.А., Фролов И.Н., Хилько М.В. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 317.
  20. Lebedev S.V., Chittenden J.P., Aliaga-Rossel R., Bland S.N., Dangor A.E., Haines M.G. // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P. 1709.
  21. Sanford T.W.L., Jennings C.A., Rochau G.A., Rosenthal S.E., Sarkisov G.S., Sasorov P.V., Stygar W.A., Bennett L.F., Bliss D.E., Chittenden J.P., Cuneo M.E., Haines M.G., Leeper R.J., Mock R.C., Nash T.J., Peterson D.L. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98. P. 065003-1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024