Абляция с многопроволчных сборок, выполненных из легкоплавких металлов

XXXV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 11 – 15 февраля 2008 г.

Абляция с многопроволчных сборок, выполненных из легкоплавких металлов

Затянутое плазмообразование является важнейшим процессом на стадии сжатия многопроволочных Z-пинчей в сильноточных высоковольтных установках. Оптимальные свойства центрального пинча как источника мягкого рентгеновского излучения достигаются при определенном согласовании продолжительности стадии абляции плазмы с временем сжатия плазменной оболочки к оси. Поэтому выявление зависимости темпа абляции от параметров разряда и параметров проволочной сборки является весьма важным для планирования экспериментов, в том числе и термоядерной направленности. В настоящее время такой темп абляции достаточно хорошо исследован для вольфрамовых сборок [1-3]. Высокая энергия атомизации вольфрама приводит к существенному подавлению прямого джоулева нагрева достаточно холодных продуктов начального взрыва проволок. Причина этого состоит в том, что эти продукты для вольфрамовых проволок состоят из смеси капелек металла субмикронного размера и пара [4,5]. В этом случае энергия необходимая для формирования новых порций плазмы поставляется в основном за счет потока тепла из горячей плазмы, сдуваемой к оси разряда [3]. Для легкоплавких металлов остатки взрыва проволок в рассматриваемых условиях состоят целиком из паров металла, которые быстро расширяются [6]. В этом случае темп плазмообразования может определяться в основном локальным джоулевым нагревом холодных остатков начального взрыва проволок.

В данной работе рассмотрен процесс плазмообразования в многопроволочных Z-пинчах, определяемый локальным джоулевым нагревом в остатках начального взрыва проволок. Получена оценочная формула для темпа квазистационарной абляции, в которую входит полный ток через сборку, радиус сборки, число проволок в сборке и диаметр цилиндрических облаков холодных продуктов первоначального взрыва проволок. Кроме того, эта оценка содержит некоторые характеристики металла, из которого выполнены проволоки.

Литература

1. 
   В.В. Александров и др., Физика плазмы, 27, 99 (2001).
   
2. 
   P. Sasorov, BEAMS-2004 Proceedings, Eds.: G. Mesyats, et al., Efremov Institute, 2005, p. 734.
   
3. 
   E.P. Yu, et al., Phys. Plasmas, 14, 022705 (2007).
   
4. 
   G.S. Sarkisov, et al., J. Appl. Phys. 96, 1674 (2004).
   
5. 
   В.В. Александров и др., ЖЭТФ 126, 1317 (2004).
   
6. 
   G.S. Sarkisov, et al., Phys. Rev. E, 71, 046404 (2005).