Megajoule scale plasma focus as efficient X-ray source

Filippov, N.V.; Filippova, T. I.; Khutoretskaia, I.V.; Mialton, V. V.; Vinogradov, V. P.

doi:10.1016/0375-9601(95)00960-4

Cited by 77 publications

(30 citation statements)

References 4 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…However it is remarkable that our I pinch scaling index of 3.6, obtained through a set of comprehensive numerical experiments over a range of 0.2 kJ to 1 MJ, on Mather-type devices, is within the range of 3.5 to 4 postulated on the basis of sparse experimental data, (basically just two machines one at 5 kJ and the other at 0.9 MJ), by Filippov [42], for Filippov configurations in the range of energies 5 kJ to 1 MJ.…”

Section: Scaling Laws For Neon Sxr From Numerical Experiments Over a mentioning

confidence: 99%

Numerical Experiments Providing New Insights into Plasma Focus Fusion Devices

Lee

Saw

2010

Energies

View full text Add to dashboard Cite

Recent extensive and systematic numerical experiments have uncovered new insights into plasma focus fusion devices including the following: (1) a plasma current limitation effect, as device static inductance is reduced towards very small values; (2) scaling laws of neutron yield and soft x-ray yield as functions of storage energies and currents; (3) a global scaling law for neutron yield as a function of storage energy combining experimental and numerical data showing that scaling deterioration has probably been interpreted as neutron 'saturation'; and (4) a fundamental cause of neutron 'saturation'. The ground-breaking insights thus gained may completely change the directions of plasma focus fusion research.

show abstract

Section: Scaling Laws For Neon Sxr From Numerical Experiments Over a mentioning

confidence: 99%

Numerical Experiments Providing New Insights into Plasma Focus Fusion Devices

Lee

Saw

2010

Energies

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Установка ПФ-3 является плазменным фокусом типа Филиппова [14,15] с плоской геометрией электродов. Изолятор диаметром 90 см отделяет анодный медный диск от корпуса камеры, служащего катодом.…”

Section: постановка задачи моделирования и модификации расчётной моделиunclassified

Simulation of Plasma Shell Dynamics of Plasma-Focus Discharge for Various Gases in the Filippov-Type Plasma-Focus Facility

Ananyev¹,

Suslin²,

Kharrasov³

2017

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

Моделирование динамики плазменной оболочки плазмофокусного разряда в различных газах в плазменном фокусе. Цель настоящей работы -численное моделирование движения токонесущей плазменной оболочки (ТПО) плазмофокусного разряда на стадии схождения к оси установки, при использовании различных рабочих газов в установке ПФ-3 -плазменном фокусе типа Филиппова. Для расчётов использована одножидкостная магнитогидродинамическая модель с учётом эффекта Холла вблизи электродов. Предложен подход, позволяющий проводить расчёты для различных газов и их смесей без подбора и изменения расчётных коэффициентов. Моделирование движения ТПО находится в хорошем соответствии с эксперименталь-ными результатами для тяжёлых (Ne, Ar) и лёгких (D2) газов. Смоделировано влияние добавки тяжёлого газа (Хе) к дейтерию на структуру оболочки и динамику сжатия.Ключевые слова: плазменный фокус, численное моделирование, одножидкостная МГД-модель, эффект Холла, магнитозондо-вые измерения, электронно-оптические методы диагностики плазмы. SIMULATION OF PLASMA SHELL DYNAMICS OF PLASMA-FOCUS DISCHARGE FOR VARIOUS GASES IN THE FILIPPOV-TYPE PLASMA-FOCUS FACILITY S.S. Ananyev, S.V. Suslin, A.M. Kharrasov NRC «Kurchatov Institute», Moscow, RussiaThe purpose of this work is numerical modeling of the motion of the current carrying plasma shell (CPS) of a plasma-focus discharge at the final stage of radial compression, using various working gases in the PF-3 facility-the Filippov-type plasma focus. For calculations, a single-fluid magnetohydrodynamic model is used with allowance for the Hall-effect near the electrodes. We have proposed an approach that allows calculations for various gases and their mixtures without selection and variation of the design coefficients. The simulation of CPS motion is in good agreement with the experimental results for heavy gases (Ne, Ar) and light gases (D2). The effect of adding a heavy gas (Xe) to deuterium on the shell structure and compression dynamics was modeled. ВВЕДЕНИЕВысокий интерес к плазменному фокусу (ПФ) уже более полувека поддерживается благодаря тому, что ПФ-разряд сопровождается интенсивными потоками плазмы, а также широкого спектра излучений: нейтронного, электромагнитного во всём диапазоне от СВЧ до жёсткого рентгена, пучков ионов и элек-тронов. Источником излучения является плотная горячая плазма, характерная для Z-пинчей, формиру-ющаяся при схождении токонесущей плазменной оболочки к оси. В связи с особенностью ПФ-разряда, независимо от геометрии ПФ-системы, ТПО имеет вид воронки, что вызывает нецилиндричность фор-мирования пинча. Наблюдалось, что изменение профиля сходящейся ТПО приводит к различным режи-мам работы установки с точки зрения эмиссионных характеристик [1]. В работах [2, 3] и более ранних [4] было показано, что форма ТПО в значительной степени определяет условия вытекания плазмы из области пинча/пинчевания, что, в свою очередь, влияет на степень сжатия плазмы, развитие неустойчи-востей, генерацию высокоэнергичных пучков заряженных частиц, генерацию рентгеновского излучения и нейтронов. Также п...

show abstract

“…Этой температуры достаточно для возбуждения K-линий неона. Именно поэтому неон наиболее предпочтителен для генерации мощных импульсов рентгеновского излучения с энергией квантов ~1 кэВ [15]. В случае разрядов в аргоне объёмное рентгеновское излучение в диапазоне выше 1 кэВ прак-тически отсутствует -такое излучение наблюдается только в небольших областях микронного размера в случае осуществления режимов микропинчевания («hot spots»).…”

Section: обсуждение и выводыunclassified

“…Для решения этой проблемы нами были предприняты исследования некоторых основных параметров плазменных потоков, таких, как скорость потока, величина и направление вектора магнитной индукции, на установке ПФ-3 в НИЦ «Курчатовский институт» (тип Филиппова) [15] и на установке КПФ-4 в ГНПО СФТИ, Сухум, Республика Абхазия (тип Мейзера) [16][17].…”

unclassified

Study of Parameters of Plasma Flows and Their Propagation in a Background Plasma in the «plasma Focus» Type Facilities With Different Configuration of the Discharge System

Krauz¹,

Vojtenko²,

Mitrofanov³

et al. 2015

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

Плазменные потоки, генерируемые в плазмофокусном разряде, находят всё более широкое применение в различных практических приложениях -от модификации материалов до моделирования астрофизических джетов. Основной целью данной работы явля-лось проведение сравнительного анализа параметров плазменных потоков и их распространения в фоновой плазме в зависимости от геометрии разрядной системы. Эксперименты выполнены на двух крупнейших в мире плазмофокусных установках: ПФ-3 (НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия) и КПФ-4 «Феникс» (ГНПО «СФТИ», Сухум, Республика Абхазия). Проведены иссле-дования распространения плазменного потока на значительные расстояния (~100 см) в различных газах. Показано что, независимо от конфигурации разрядной системы, скорость потока слабо зависит от вида используемого газа. Проанализировано торможение сгустков по мере распространения в дрейфовом пространстве, обусловленное взаимодействием с фоновой плазмой. С помощью многокомпонентных магнитных зондов исследовано распределение захваченного магнитного поля. Немонотонность сигналов магнитного поля, а в некоторых случаях и их знакопеременный характер свидетельствуют о сложной структуре плазменного пото-ка, состоящего из нескольких плазменных образований (плазменных сгустков) с захваченным магнитным полем.Ключевые слова: плазменный фокус, плазменный поток, динамика плазмы, диагностика плазмы, лабораторное моделирование астрофизических джетов. The plasma flows generated in the plasma focus discharge are widely used in various practical applications -from materials modification to simulations of astrophysical jets. The main objective of this work was the comparative analysis of the plasma flows parameters and their propagation in background plasma, depending on the geometry of the discharge system. The experiments were performed on two the world's largest plasma focus facilities: PF-3 (NRC «Kurchatov Institute», Moscow, Russia) and KPF-4 «Phoenix» (SUE «SFTI», Sukhum, Republic of Abkhazia). The studies of the plasma flows propagation to a considerable distance (~100 cm) in different gases were done. It is shown that, regardless of the discharge system configuration, flow velocity weakly depends on the type of the gas used. The deceleration of the jets at their propagation in the drift space due to the interaction with the background plasma was analyzed. The distribution of the captured magnetic field was investigated using multicomponent magnetic probes. The non-monotony of magnetic field signals and, in some cases, their signvariable character shows the complex structure of the plasma flow, consisting of several plasma formations with the captured magnetic field. STUDY OF PARAMETERS OF PLASMA FLOWS AND THEIR PROPAGATIONKey words: plasma focus, plasma flows, plasma dynamics, plasma diagnostics, laboratory simulation of astrophysical jets. ВВЕДЕНИЕПлазменные потоки, генерируемые в различных плазменных устройствах, находят всё более широ-кое применение в различных областях науки и техники. Одним из таких устройств является «плазмен-ный фокус» [1]. П...

show abstract

Megajoule scale plasma focus as efficient X-ray source

Cited by 77 publications

References 4 publications

Numerical Experiments Providing New Insights into Plasma Focus Fusion Devices

Numerical Experiments Providing New Insights into Plasma Focus Fusion Devices

Simulation of Plasma Shell Dynamics of Plasma-Focus Discharge for Various Gases in the Filippov-Type Plasma-Focus Facility

Study of Parameters of Plasma Flows and Their Propagation in a Background Plasma in the «plasma Focus» Type Facilities With Different Configuration of the Discharge System

Contact Info

Product

Resources

About