Investigation of the Initial Stage of the Implosion of Wire Arrays With Sputtered Metallic Coating on the Angara-5-1 Facility

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.

Developing a procedure for calculating physical processes in combined schemes of plasma magneto–inertial confinement

“…The aim of this work was to study magnetized target compression in systems with different powerful, effi cient, and safe sources of plasma heating (drivers): laser beams and ultrasonic plasma jets [10][11][12][13][14][15][16][17][18].…”