Small-sized vacuum-arc-discharge x-ray radiograph

Abstract

Experiments were performed aimed at developing a plasma soft-x-ray source of small spatial dimensions. Radiating hot plasma was produced on compression of a metal vapor by a current pulse with amplitude I m = 215 kA and rise time T r = 200 ns. The metal vapor jet was generated by initiating a vacuum arc discharge (I m = 8.5 kA, T r = 6 µs) with an aluminum, tin, copper or iron cathode. Due to the small longitudinal dimension of the compressed Z-pinch, a single flash of soft x-rays was detected in the electrode gap. The least spatial dimensions of the radiating region were attained for aluminum and tin vapor pinches. When tin vapor was used, the diameter of the radiating region was 7 ± 2 µm and its height was 17 ± 2 µm. The x-ray pulse FWHM was 2-3 ns. The radiation power in the spectral range 1.56-1.9 keV was 10-15 MW for the aluminum vapor pinch and 5-10 MW for the tin vapor pinch.

Energy balance in a Z pinch with suppressed Rayleigh–Taylor instability

“…The principle of production of a metallic gas-puff pinch is described in detail elsewhere [18,19]. The IMRI-5 generator was used as a Z-pinch driver.…”

Пятиканальный Усилитель Запускающих Импульсов

“…В тоже время в схеме без усиления (Рис.5) разброс включения сильноточного генератора составлял ±70 нс, основной вклад в который вносил разброс срабатывания тригаронного разрядника промежуточной ступени запуска. Использование схемы запуска с УЗИ в экспериментах с PZ-пинчами (Point Z-pinch) [4,5] дало возможность более точно задавать начальную линейную массу лайнера, которая определяется задержкой между началом тока сильноточной вакуумной дуги, используемой для получения материала лайнера, и началом тока сильноточного генератора, используемого для сжатия пинча. Отметим, что в наших экспериментах мы использовали только два канала запуска, но конструкция усилителя позволяет подключать параллельно до пяти потребителей без ухудшения характеристик выходного импульса.…”

“…В настоящее время в физике плазмы активно исследуются объекты, время жизни которых может составлять десятки и даже единицы наносекунд, например, электрический взрыв проводников, сжатие Z-и X-пинчей [1][2][3][4][5][6]. Часто для диагностики [1][2][3] и формирования [4][5][6] этих объектов в эксперименте необходимо использовать дополнительное высоковольтное оборудование, причем это оборудование должно быть синхронизовано с основным генератором с точностью не хуже ±10 нс.…”

Soft X-ray radiography for measurements of a dense metal plasma created by intense relativistic electron beam on a tantalum target

“…A promising solution is the point Z-pinch (PZ-pinch), where a plasma source is used instead of a wire array. An X-ray source based on a metallic plasma jet was developed at the IHCE SB RAS [13]. The layout of the PZ-pinch device is shown in figure 1.…”