No abstract

Информация о процессах, происходящих на начальной стадии (первые 10-15 нс разряда) токовой имплозии сборок из микронных проволок (проволочных лайнеров), представляет интерес для создания и проверки расчётно-теоретических моделей перспективных источников мощного рентгеновского излучения на основе многопроволочных Z-пинчей. Для проведения соответствующих исследований необходимо применение диагностик с высоким временным разрешением. В данной работе была исследована начальная стадия имплозии проволочных и волоконных лайнеров с напылённым на поверхность металлом на установке «Ангара-5-1» с помощью электротехнических диагностик с временным разрешением не хуже 1 нс. По измеренным току и напряжению определён энерговклад в вещество нагрузки. Показано, что применение висмутового покрытия толщиной 1 мкм на вольфрамовых проволоках диаметром 6 мкм позволяет добиться увеличения энергии, вкладываемой в проволоки до пробоя (25 ± 3 эВ/ат.), по сравнению с такими же проволоками без покрытия (11,2 ± 1,4 эВ/ат.). Покрытие из алюминия толщиной 0,4 мкм, напротив, понижало энерговклад в проволоки (7,8 ± 0,9 эВ/ат.). Полученные результаты демонстрируют возможность управления энерговкладом в проволочные и волоконные лайнеры с помощью предварительного напыления на их поверхность металла с низкой температурой плавления. Правильно подобранные параметры напыления с учётом электро-и теплофизических свойств напыляемого металла могут позволить существенно повысить энерговклад в вещество лайнера до пробоя. Ключевые слова: электротехнические измерения, диагностика плазмы, Z-пинч, многопроволочный лайнер, мощный импульсный генератор тока.

Представлены результаты экспериментальных исследований токовой имплозии квазисферических лайнеров различной конструкции. Лайнеры обладали схожими геометрическими размерами, но при этом различались по выбранной основе (проволоки или капроновые волокна), диаметру и числу проволок, способу профилирования линейной массы (напыление или распыление), наличию вложенных сборок. У всех одиночных сборок линейная масса m l (x) имела распределение вдоль длины проволок, близкое к оптимальному распределению, которое задаётся законом m l (x) ~ sin-1 (x). Предметом изучения были характеристики источника рентгеновского излучения на финальной стадии сжатия: максимальная амплитуда и ширина на полувысоте импульса рентгеновского излучения, размеры источника. С помощью представленных в настоящей работе экспериментальных результатов было установлено, что вольфрамовые квазисферические лайнеры вне зависимости от способа профилирования-напыление висмута на проволоки или распыление проволок в разряде-дают сопоставимые потоки мощности 1,7 и 1,8 ТВт/см 2 соответственно. Большее значение потока мощности 3,0 ТВт/см 2 было получено в экспериментах со сборками из капрона с напылённым висмутом. При этом в экспериментах с лайнерами, изготовленными с применением технологии напыления, удалось достигнуть более компактного сжатия вещества в радиальном направлении по сравнению со сборками, профилирование линейной массы которых осуществлялось с помощью распыления. В свою очередь, применение вложенных квазисферических сборок позволило получить в результате трёхмерной имплозии в несколько раз больший поток мощности (14,7 ТВт/см 2) даже в отсутствие профилирования линейной массы вдоль высоты. Ключевые слова: диагностика плазмы, Z-пинч, многопроволочный лайнер, мощный импульсный генератор тока.

No abstract