Методом импульсной тенеграфии проведено исследование пространственной структуры и динамики плазмы в разряде сильноточной вакуумной искры. Зарегистрировано формирование полостей в плазме перетяжки на стадии завершения процесса пинчевания. DOI: 10.21883/JTF.2017.04.44328.1968 Развитие техники мощных импульсных электрических разрядов позволило добиться исключительно высокой эффективности преобразования, вкладываемой в Z-пинч, в среде тяжелых элементов электрической энергии в энергию рентгеновского излучения. Подобные устрой-ства оказываются пригодными для инновационного ре-шения ряда прикладных задач. Например, предпола-гается использовать импульс мягкого рентгеновского излучения для воздействия на мишень, содержащую термоядерное топливо, для еe сжатия и нагрева [1]. Стоит отметить, что, несмотря на достижение в быстрых Z-пинчах токов в десятки мегампер, нет сообщений о достижении в них более высоких температур и плотно-стей плазмы по сравнению с системами, в которых ток не превышает нескольких десятков килоампер. Авторам настоящей работы, возможно, удалось обнаружить меха-низм, ответственный за указанное противоречие.Метод фотографирования плазмы электрических раз-рядов на просвет с использованием лазера в качестве импульсного осветителя показал себя весьма продуктив-ным средством диагностики. Авторы настоящей работы использовали в качестве осветителя азотный лазер (дли-на волны -337 nm, длительность высвечивания зонди-рующего излучения -6 ns), отличающийся от гораздо чаще используемых в подобных экспериментах твер-дотельных лазеров на рубине или неодимовом стекле меньшей длиной волны, что позволяет сдвинуть границу проницаемости плазмы для зондирующего излучения в область более высоких плотностей.Исследованию подвергались различные стадии Z-пин-чевого разряда в парах металла, но особое внимание бы-ло уделено процессу формирования и распада перетяжки плазменного столба. Эксперименты были выполнены с использованием разрядного устройства типа сильноточ-ной вакуумной искры [2]. Фотографирование разряда осуществлялось в заданный момент времени благодаря использованию системы синхронизации и регулируемой задержке между моментом инициации разряда и импуль-сом зондирующего излучения. Регистрация изображения производилась с помощью пленочного фотоаппарата в режиме открытого затвора. Использованная оптическая схема теневого фотографирования подробно описана в работе [3]. С целью повышения достоверности и полно-ты получаемой информации набиралась статистика те-невых изображений (в количестве не менее 10 снимков) для фиксированного времени задержки (минимальный шаг времени задержки составлял 0.1 µs при времени нарастания тока в разряде 1.5 µs). Набор статистики в одной серии экспериментов при неизменном заряд-ном напряжении конденсаторной батареи, являющейся источником тока в разряде, показал вполне удовлетво-рительную повторяемость общей картины изменения пространственной структуры плазмы разряда.На стадии сформировавшейся перетяжки плазменного столба наиболее интересная регистрируемая особен-ность пространственной структур...

A flow of ions with energies of about 3 MeV propagating in the direction perpendicular to the symmetry axis of discharge has been detected in high-current low inductance vacuum spark. Estimations show that the measured ion energies quite well correspond to the value that can be achieved as a result of “Coulomb explosion” of the waist of a plasma channel of discharge current at the stage preceding its radiation compression.

В низкоиндуктивной сильноточной вакуумной искре зафиксированы потоки ионов с энергиями порядка мегаэлектронвольт, распространяющиеся как в осевом, так и в перпендикулярном оси симметрии разряда направлении. Оценки, основанные на измерении полного заряда надтепловых электронов, испущенных из области перетяжки токового канала в осевом направлении, а также полного числа ионов указанных энергий, показывают, что зарегистрированные энергии ионов вполне соответствуют величине, достижимой в результате кулоновского взрыва дебаевского слоя перетяжки на стадии, предшествующей радиационному сжатию. Ключевые слова: микропинч, кулоновский взрыв, дебаевский слой.

Описаны методика и результаты исследования линейчатого спектра рентгеновского излучения микропинчевого разряда. В качестве детектора излучения использовалась малогабаритная диффузионная камера оригинальной конструкции.

Based on the results of the experiments and numerical estimates, the authors hypothesize that the direction of propagation of the flow of high-energy electrons in a micropinch discharge is determined by the freezing of magnetic field lines into the plasma flow and the magnetization of electrons accelerated to high energies.