Введение к работе
Актуальность проблемы. Электронная магнитная гидродинамика. — раздел теоретической физики плазмы, оформившийся в течение последнего десятилетия — методологиче-кая база работы Севастьянова А.А. В этой области коллектив, в котором работал соискатель, жвдіяотея безусловным лидером. На сегодняшннй день эффекты п катоды ЭМГ — объект пристального внимания сообщества теореттпзсэ-шхазхщстоз. ЭМГ занимает "окно параметров", птюме-лхуточЕстэ вгазаду МГД и существенно двухкомшжентной плазменной ддлампкоЗ,, включающей пространственное разделение зарядов. По мере ее развитая, очевидной стала необходимость пересмотра ряда устоявшихся представлений о таких объектах как плазменный доод, вакуумная искра, быстрый Z-шют. Плазменные прерыватели тока — основной объект приложения теоретических вопросов,, рассмотренных в данной работ — в настоящее время получили самое широкое распространение как эффективные-обострктелп мощности в системах инерционного термояда, а также в создании импульсных источников жесткого рентгеновского излучения высокое мощности. Однако до спх нор> не существует сколько-нибудь- удовлетворительной теоретической модели работы размыкателя, & связи с э-тпм представляется весьма актуальными проаедогчое в работе рассмотрение- вопроса об универсальности . эффекта конвективного» .внося, магнитного, пола в- плазму размыкателе и исследование механизма образована двойного слоя В> рей. Не менее актуальной является проблем» провала, внешнего магнитного поля сквозь оболочку легких, лайнеров,, используемых в на> носекундных установках инерционного' УТЄ1- Не- лишена- интереса», также задача, о- нарушении экранирования, магнитного пол» неоднородными проводникам]!,, а- критерий* супхественпости данного )зфф>аста\, возможно,. заинтересует экспериментаторов. и. из других областей".
Цели работы. It Модификация теории нелинейного і конвективного > скин-эффекта^
1!
а.) для случая ироизволышх граничных условий, б) с учетом нагрева электронов и, и частности , аномального сопротивления.
-
Построение согласованного сцоасрия работы плазменного прерывателя тока, демонстрирующего этапы перехода нз фалы проводимости в эрозионную фазу.
-
Исследование механизмов ЭМГ-перераспрсделсыяя магнитного поля в системах с электродами в гео-ттркя Z-шшча.
Научная новизна работы. ,
-
Применен последовательный подход при решении задачи о конвективном скян-эффокто в рамках безидер диодной, днеенлатявной: ЭМГ и получена модификация нелинейной волны поля с учетом электронного нагрева.
-
Прослежена логика возпикновь ляс двойного слоя в плазменной перемычке размыкателя и решена задача о сопротивления такой системы в случае, когда двойной слой полностью изолируем плазму от катода. Выбор бунемаловской пеустойчнвостн в качестве механизма образования двойного слоя позволил дать объяснение целому ряду экспериментальных фактов: дг ^алязалиие слоя на катоде, оіранкчепию снизу па величину тока, эффективным образом перебрасываемого на нагрузку. ".
-
Обнаружен эффект диссипатнвной генерации магнитного поля в системах с геометрией Z-дипча и найдено частное решение с осесим-мотрнчным распределением тока до радиусу тлаэменного столба.
-
Указано на существенность приэлектродных процессов для динамики поля вдали or электродов в ЗМГ на примере известной задачи о протекании тока "на просвет* в гофрированном поводнике.
-
Получены условия аномального проникновения магнитного поля через проводящий экран и биметаллические контакты.
Научичя и практическая значимость работы Севастьянова А.А. заключаются в следующем:
- В работе продемонстрировала ушгверсалшость эффекта, коявех-тквпого вноса поля в неоднородную плазму в случае произвольной взаимной ориентации поля Па. границе ir гредЕскта концентрация и показано, что формирование нелинейной волны доля происходит благодаря развороту магнитного поля в области обычного днффузноного сшпга п папрапления, благоприятствующем его дальнейшему проятснояе-нто. Кромо того подтверждено существование конвективной еолшл поля в болея корректной ип гели — с учетои ллгреиа электропоз — и получено соответствуют;.з решепло длх адсмалыгой: проводимости, моделирующей спльіц>-гіелішейцуїо стадию лоадо-звуковой турбулепт-ностн.
Предложенный а работе сценарий появления двойного слоя и плазменном размыкателе даот возмозхиость заполнять существующую "брешь" в ранее шьш но Связанных друг с другом альтернативних концепциях рабо-тм размыкателя: ЭМГ-модсли и эрозионной модели. Выбранный механизм шаълешгя: двойного слоя в плазменной перемичко — нелинейная стадия будемановской неустойчивости — определяет дпапалок параметров эффективного размыкания в виде оценочного соотношения ?іещгу гоої.етрцчсскльш параметрами установки, характерной концентрацией плазмы и величиной тока.
Обнаружен зффехт днесипатпвпой генерация магіштного поля в системах с электродами и с учетом его получено частное решение с оссекммотрнчиьш распределением тока дта случая проводимости общего вода. Рассмотрено влияние приэлектродной динамики поля иа характер поведеная поля в объсио длазігьі и продемонстрирована важность учета првгалоктроддых процессов для построепья адекватной картины эволюции полд вдали от электродов. В практическом отпожеяин рассмотренные вопросы позволяют но-друтоыу взглянуть иа проблему эффективности -обжатия легких лайнеров собсі .ценным магнитным полей.
Осяовпые положения, выпосишле яа защиту.
1. Результаты задати о нелинейной конвективной пушпттове-
шш поля в плазму
а) в случае произвольной взаимной оряентадіш магнитного ноля на
границе и градиента концентрации внутри плазмы,
б) о рамках системы уравнений, учитывающей джоулев нагрев элек
тронов к соответствующие ему дополнительные слагаемые в обобщен
ном законе Ома.
-
Сценарий работы плазменного прерывателя тока на стадии -ерехода из фазы проводимости в фазу эрозии.
-
Решение со стационар ным распределением тока по радиусу в сильно дисенпагвзшоы Z-пшгче.
-
Авалю пляяппх прнэлектродпои динамики магнитного ноля па его поведение а объеме плазмы вдали от электродов.
-
Эффект аномально быстрого проникновения сильного магнит-цого иола сквозь со^гавиой магалл&чоский зкрад.
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4 научных статьях н 3 препринтах.
Апробация работы .Основные результаты работы обсугхдались на семинарах теоретического отдела ОПФ ИЯС в составе РНЦ "Курчатовский институт", в, также докладывались на 17 EPS-Конференции по УТС и проблемам нагрева плазмы в Амстердаме (июль 1090 г.) и па ііаучшдх конференциях МФТИ в Долгой рудном.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из трех глав а введения, изложена па страницах, содержит рисункоп. Библиографии включает названий.
