Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1 Использование лайнеров как обострителей мощности для инерциалъного УТС 10
1.1.а Задача обострения мощности. Трудности использования электронных и ионных
пучков 10
1.1.6 Лайнеры как обострители мощности 12
1.2 Генерация мощных импульсов рентгеновского излучения с помощью лайнеров . 14
1.2.а Газовые лайнеры 14
1.2.6 Генерация мощных рентгеновский импульсов с помощью многопроволочных Z-пинчей 15
1.2.в Схема эксперимента лайнер-мишень 17
1.2.г Физические процессы в лайнере 19
1.2.Д Гетерогенные лайнеры 22
1.3. Обзор лазерных диагностик применяемых' на современных импульсных сильноточных ускорителях 23
Глава 2. Сильноточный генератор С-300 30
Глава 3. Слсатие импульсов света во времени при обратном вынужденном рассеянии Манделыишама-Бриллюэна(ВРМБ) 33
3.1.Пространственное разрешение регистрирующих систем в импульсных плазменных экспериментах 33
3.2. Генерация ВРМБ сжатого импульса 34
Глава 4. Лазерный диагностический комплекс для многокадровой теневой и шлирен съемки плазмы 42
4.1. Схема генерации зондирующего излучения (передающая часть системы) 42
4.2. Описание приемной части 45
Глава 5. Механизмы взаимодействия лазерного излучения с плазмой... 47
Глава 6. Экспериментальные результаты 50
6.1.Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их
комбинаций 50
6.2. Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией 66
6.3. Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных Z-пинчах 72
6.4. Динамика и излучение короны медной проволочки в пинчах с мегаамперным током 77
Заключение 82
Список литературы
- Генерация мощных импульсов рентгеновского излучения с помощью лайнеров
- Генерация ВРМБ сжатого импульса
- Описание приемной части
- Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией
Введение к работе
Эксперименты по имплозии легких цилиндрических лайнеров и Z-пинчей магнитным полем протекающего по ним тока мегаамперного уровня в настоящее время привлекают внимание исследователей по нескольким причинам. Во-первых, это использование их в качестве мощного источника рентгеновского излучения как в области мягкого, так и в области жесткого рентгеновского диапазона/1,2/. Во-вторых, это использование лайнеров и Z-пинчей для решения проблемы инерциального управляемого термоядерного синтеза (УТС) /3,4,5/.
Наряду с приведенными практическими целями горячая плотная плазма представляет существенный научный интерес, поскольку, несмотря на большое количество работ в этой области, плазма с параметрами, характерными для таких Z-пинчей, остается еще недостаточно изученной.
Для уменьшения роли неустойчивости и повышения эффективности преобразования энергии используются различные методы, к примеру, гетерогенные лайнеры 161, схемы двухкаскадного сжатия /7,15/, применение внешнего продольного магнитного поля /8/. В любом случае для выяснения эффективности того или иного метода стабилизации необходимо иметь информацию о пространственной форме плазменного объекта и ее эволюции во времени.
Для наблюдения процесса сжатия, среди различных диагностик, применяемых на современных установках, важное место занимают различные лазерные диагностики. Они являются очень информативными, позволяют судить о динамике сжатия лайнеров и Z-пинчей, о развитии неустойчивостей и таких важных параметрах как скорость движения оболочки лайнера, характер и размер геометрических неоднородностей, кратность сжатия. При этом, в отличие от других диагностик, позволяющих судить об этих параметрах, например, таких как кадровые ЭОПы и щелевые развертки собственного свечения плазмы, как в видимом, так и рентгеновском диапазонах, лазерные диагностики позволяют
судить о поведении плазмы с вполне определенными диапазонами плотностей или определенными диапазонами их градиентов.
Несмотря на эти достоинства, далеко не все установки имеют диагностические лазерные комплексы. Это связано с тем, что, хотя лазерные интерферометрические и теневые методики давно уже стали классическими, их реализация при современных параметрах и размерах сильноточных генераторов представляется достаточно сложной задачей.
Так например время нарастания тока на современных установках, таких как, PBFA-Z, PROTO-2, SATURN, АНГАРА-5-1, C-300, MAGPIE составляет в среднем 100 не. Такие узкие временные рамки наряду с высоким уровнем наводок ставят перед экспериментаторами серьезную задачу синхронизации диагностики с установкой. Кроме этого для достижения приемлемого временного и пространственного разрешения нужны лазерные импульсы с длительностью наносекундного диапазона, а еще лучше <1нс и энергией не менее 1-10 мДж. Большие размеры вакуумных камер, то есть важное для нас расстояние от входного до выходного окна, колеблются от 1 до 5 м. При этом размеры самих окон порядка 10-20 см. Это создает проблему малой апертуры для ввода и вывода нескольких диагностических лучей в реакторную камеру.
Целью этой работы является создание лазерной диагностической системы, для многокадровой теневой и шлирен-съемки плазмы в сильноточных импульсных разрядах и исследованию с её помощью процесса имплозии плазмы лайнеров и Z-пинчей различных конфигураций. Улучшение пространственно-временного разрешения в этой системе достигалось благодаря использованию укорочения длительности импульса путем применения его сжатия с помощью Вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ).
Цель работы:
Главной целью проведённой работы было создание многокадровой лазерной диагностической системы и изучение динамики плазмы нагрузок различных
конфигураций (лайнеров, Z-пинчей) на сильноточном ускорителе СЗОО (максимальный ток 1=3-3,5МА, время нарастания т=100нс, импеданс 0,150м). Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций.
Исследования динамики приэлектродной плазмы и её влияния на транспортировку энергии в модели линии с магнитной изоляцией при протекания импульсного тока с большой линейной плотностью. Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных Z-пинчах.
На защиту выносятся следующие положения:
1.Создание лазерного диагностического комплекса, с ВРМБ-компрессией
зондирующего излучения, для сильноточного генератора С-300.
2.Результаты экспериментального исследования имплозии лайнеров из
алюминия, вольфрама и их комбинаций, по лазерным теневым и шлирен
снимкам.
3.Исследование динамики приэлектродной плазмы в модели линии с магнитной
изоляцией при протекании по ней тока с большой линейной плотностью.
Научная новизна работы:
Создан пяти-кадровый лазерный диагностический комплекс с длительностью излучения импульса ~ 0,3 нс, на основе ВРМБ-компрессии импульса YAG:Nd лазера.
Обнаружено усреднение периода аксиальных неустойчивостей плазмы образующихся на проволочках, в процессе сжатия лайнеров из проволочек различного состава.
С помощью лазерной теневой съемки обнаружен эффект образования прозрачных для зондирующего излучения областей плазмы лайнеров, объясняемый филаментацией тока.
Теневые и шлирен снимки в экспериментах по исследованию динамики приэлектродной плазмы модели линии с магнитной изоляцией, показали, что при плотностях тока до 5 МА/см., плотная плазма с концентрацией электронов 5-Ю17 см"3, не замыкает линию, т.е. для такой плазмы при характерных (~200нс) временах разряда линию можно считать магнитоизолированной.
Практическая ценность работы:
Разработана лазерная многокадровая диагностическая система, позволяющая проводить исследования динамики плазменных импульсных объектов в субнанасекундиом диапазоне. С помощью этой системы был проведен целый ряд экспериментов по исследованию лайнеров и Z-пинчей на установке С-300, которые могут быть интерестны в физике импульсной плазмы и инерциального термоядерного синтеза.
Содержание работы:
Генерация мощных импульсов рентгеновского излучения с помощью лайнеров
Другим возможным применением лайнеров является получение плотной, горячей плазмы с высокой степенью ионизации и генерация мощных импульсов мягкого рентгеновского излучения ( hv 1кэв). В этой схеме, идея которой была впервые предложена в работе /16/, кинетическая энергия лайнера при его схлопывании переходит в тепловую. При этом на оси образуется плотный (ПІ=1019-10 см"), горячий плазменный столб (Те = 0,2-2 кэВ), который излучает значительную часть энергии в виде импульса мягкого рентгеновского излучения /16/. В настоящее время эта схема исследуется наиболее интенсивно в связи с перспективой создания мощного компактного источника мягкого рентгеновского излучения. Проведен ряд экспериментов по ускорению оболочек /17/, полых газовых струй /18,19/, которые продемонстрировали возможность ускорения лайнеров до скоростей 2-5-10 см/с и десятикратного (по радиусу) их сжатия. Отметим, что данная схема открывает принципиальную возможность управления спектром излучения за счет изменения состава вещества лайнера и скорости его схлопывания. Кроме того, использование смеси газов позволяет рассчитывать на практически однородный (в соответствующем спектральном диапазоне) по интенсивности спектр излучения. Так, согласно результатам работы /19/ для смеси Kr/Ar получается однородный по интенсивности спектр излучения в диапазоне hv=l,6-4 кэВ, для Ne/Kr спектральный диапазон hv=0,9 - 2,8 кэВ. В экспериментах с импульсным напуском газа в виде цилиндрической оболочки (gas-puff), проведенных на установке Proto-II (200 кДж, 5 ТВт) был получен выход излучения в случае ксеноновой струи на уровне 35 кДж, при этом 4,3 кДж приходится на кванты с энергией 800 эВ. Для струи из криптона полное излучение составляло 23 кДж и 2,3 кДж для hv 1 кэВ /20/, при этом длительность импульса излучения по полувысоте составляет приблизительно 10-20 не.
В настоящее время наибольшие успехи по генерации мощных рентгеновских импульсов достигнуты на многопроволочных Z-пинчах (wire-array Z-pinch). PBFA-Z 60ТВт/5МДж ускоритель (Sandia National Laboratories) является в настоящее время самой мощной установкой в мире /1/. На нем проводятся эксперименты с многопроволочными Z-пинчами. В 36 генераторах Аркадьева-Маркса запасается 11.4 МДж энергии, 5 МДж удается передать на водяную формирующую линию и 3 МДж и 50ТВт электрической мощности удается вложить в нагрузку - многопроволочный Z-пинч. В зависимости от параметров нагрузки удается получить ток 16-20 МА с временем нарастания 105 не.
Используя многопроволочный лайнер с характеристиками: радиус - 2 см, высота 2 см, 240 вольфрамовых проволочек диаметром 7,5 мкм каждая (масса лайнера 4.1 мг), получена мощность рентгеновского импульса 210 ТВт с полной энергией 1.6 МДж. Спектральные измерения выявили близкое к планковскому распределение излучения с энергией до 1 кэВ, порядка 100 кДж рентгена с энергией выше 1 кэВ. То есть создан источник рентгеновского излучения на сотни ТВт на основе многопроволочного Z-пинча с КПД большим, чем 15%. На рис. 1.2.1 представлены: график зависимости мощности рентгеновского излучения и тока от времени.
На установке Double Eagle проводятся эксперименты с многопроволочными Z-пинчами (wire-array Z-pinch) и многоленточными Z-пинчами (ribbon-array Z-ріпсЬ,вместо проволочек - ленты) /21/. Ленточные Z-пинчи исследуются в качестве альтернативы проволочным для уменьшения эффекта "разбрасывания" (straggling), который наблюдается для многопроволочных Z-пинчей. Так как проволочки взрываются относительно долго, вокруг них в процессе испарения/ионизации образуется корональная плазма, которая сжимается впереди основной массы и препятствует сжатию последней. Время испарения/ионизации для лент значительно меньше, что может дать положительный эффект.
В экспериментах использовались проволочные и ленточные Z-пинчи с диаметром 25 мм (ленты 0.7 мм ширина, 1 мкм толщина, материал - алюминий с добавкой 1% магния). Ток через нагрузку 4 МА, т=100 не.
Эксперименты показали, что многоленточные Z-пинчи имеют ионные плотности, электронные температуры и выход рентгена близкие к многопроволочным Z-пинчам при прочих равных условиях. Тем не менее, ленточные Z-пинчи имеют Tj на 50% выше чем Те, в отличие от многопроволочных Z-пинчей, где ТІ превышают Тс в 2.5-4.3 раза.
Эксперименты по имплозии многопроволочных лайнеров проводятся и в России. Так, например, на генераторе ГИТ-4 проводятся эксперименты по сжатию алюминиевых многопроволочных лайнеров /22/. Изучается эмиссия рентгена с К-оболочки. В этих экспериментах лайнеры диаметром 0.5 см и с погонной массой 68 мг/см и 102 мг/см содержали 8 и 12 проволочек, соответственно. То есть расстояние между ними было более 2 мм. На щелевой развертке собственного свечения плазмы видно, что проволочки сжимаются к оси раздельно, не создав однородной плазменной оболочки. Удалось получить мощность рентгеновского излучения на уровне 40 ГВт/см.
Генерация ВРМБ сжатого импульса
Как уже указывалось выше для диагностики быстро-протекающих процессов желательны как можно более короткие импульсы зондирующего излучения.
С помощью модулирования добротности довольно несложно получить импульс лазера длительностью порядка 1 Онс (минимальная длительность импульса при этом пропорциональна длине резонатора, следовательно, необходимо добиваться укорочения резонатора). При этом получение гигантского импульса необходимо проводить на схемах с активной модуляцией добротности, т.к. при пассивной модуляции лазерный импульс невозможно синхронизовать с диагностируемым процессом.
Основными методами укорочения гигантского лазерного импульса являются: вырезание из него короткого, компрессия с помощью эффекта вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР), метод синхронизации мод и вынужденного рассеяния Манделыптама-Бриллюэна (ВРМБ-компрессия).
В схемах с вырезанием из гигантского импульса короткого с помощью комбинации электрооптического затвора и открывающего его разрядника срабатывающего от задающего импульса лазерного излучения, теряется большая часть энергии и нет обострения мощности. С помощью ВКР несложно получать импульсы длительностью до 0,01нс, однако при этом зондирующее излучение сильно уходит по частоте от основного, что делает невозможным его дальнейшее усиление. В режиме синхронизации мод можно получать импульсы пикосекундной длительности, однако реализация активной синхронизации мод связана с большими техническими трудностями.
По-видимому, наиболее рациональным способом укорочения импульса для лазерных диагностик, применяющихся на больших плазменных установках, является ВРМБ-компрессия, для которой частотный сдвиг стоксового излучения от основной частоты весьма мал и значительно меньше ширины спектра излучения задающего генератора, это облегчает его дальнейшее усиление и преобразование к необходимой зондирующей частоте.
Обращение волнового фронта и сжатие импульсов света во времени при обратном вынужденном рассеянии Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ) было подробно исследовано например в работах /27,28,49,50,51/. Механизм сжатия состоит в следующем. В нелинейной среде на встречу друг другу распространяются импульс накачки и стоксов импульс с частотами со,, и сос, удовлетворяющие условию со,, - сос = соо, где соо -частота акустических фононов возникших в результате электрострикции под действием мощного излучения накачки на нелинейную среду (давление пропорционально квадрату напряженности поля излучения). Условие фазового синхронизма процесса показано на рис.3.2.1. При достаточно высокой интенсивности стоксова импульса на его длине происходит полное преобразование накачки в стоксово излучение, лишь небольшая часть энергии переходит в колебания среды , фронт возбуждения которых движется вместе со стоксовым импульсом. Если начальный стоксов импульс имеет крутой передний фронт , а сам он существенно короче импульса накачки , то в таком устройстве (ВРМБ-компрессоре) происходит сжатие длинного импульса с сохранением энергии. Повышение его мощности примерно равно отношению длительностей импульсов Тн/Тс.
Эффективное сжатие наносекундных импульсов при ВРМБ сфокусированных пучков возможно при выполнении условия т„ 2Ln/c /27,28/, где L - расстояние от входного окна кюветы с ВРМБ средой до фокальной плоскости линзы (Рис.3.2.2), п -показатель преломления ВРМБ среды, т„ - длительность импульса накачки. Минимальная длительность стоксового импульса при оптимальной энергии лазерного импульса гауссовского пучка можно оценить по формуле /28/ Tsmm=/2Zf/v, где Zf = Xnf/na2 - половина длины фокальной перетяжки, а - радиус пучка на уровне е"2 на линзе, f- фокусное расстояние линзы.
В работе /49/ экспериментально исследовалась зависимость длительности стоксового импульса от угла фокусировки (для излучения YAG:Nd3+ лазера и CCU в качестве нелинейной среды) (рис.3.2.3), что в дальнейшем повлияло на выбор фокусирующей линзы.
Для проверки ВРМБ компрессии в качестве нелинейной среды использовался четыреххлористый углерод. Выбор ССЦ в качестве нелинейной ВРМБ-среды обусловлен следующими соображениями. Прежде всего, у него сравнительно небольшой порог ВРМБ и, в тоже время, довольно высокие пороговые мощности конкурирующих процессов, таких как ВКР, самофокусировка и оптический пробой/28/. Малое поглощение на длине волны Х=1064нм позволяет без существенных потерь реализовать необходимое для эффективного укорачивания условие т„ 2Ьп/с. В качестве генератора импульса накачки использовался одномодовый TEMoo YAG:Nd3+ лазер с фототропным затвором (Ф.З.) YAG:Cr. Длина резонатора L=13CM, длительность импульса энергия в импульсе Е 1мДж. При применении фототропного затвора(Ф.З.) генерация идет в режиме одной продольной моды (рис 3.2.4.а), что необходимо для ВРМБ эффекта. Для электро-оптического затвора дела обстоят существенно хуже это связано с тем, что последний открывается значительно быстрее и поэтому могут возбуждаться несколько продольных мод (рис.3.2.4.Ь), это может стать препятствием для компрессии. Модовая структура излучения задающего генератора для обоих случаев наблюдалась на длине волны второй гармоники А,=532нм, с помощью интерферометра Фабри-Перо (расстояние между зеркалами 1=30мм, фокусное расстояние линзы f=l,33M, область дисперсии AV=0,17CM"1) (рис.3.2.4). Удвоение частоты проводилось в кристалле ЬПЧЮз т.к. полоса генерации лазера меньше частотной ширины синхронизма удвоителя, весь набор продольных мод преобразуется в их вторые гармоники.
Рассеянное излучение регестрировалось с помощью электронно-оптической камеры типа "АГАТ" со щелевой разверткой. Длительность стоксового импульса составляла 1-2 не. С помощью интерферрометра Фабри-Перо была исследована модовая структура сжатого импульса и импульса накачки, исследования показали, что при наличии в импульсах накачки 2-4 продольных мод (в 10% одна мода) рассеянное излучение состояло из одной моды, редко двух, следовательно имеет место некоторая селекция мод при ВРМБ.
Описание приемной части
В данном разделе приведены результаты работ по исследованию имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций, проведенных в 2003-2004гг на установке С-300. Цель эксперимента: фундаментальные исследования механизмов образования и нагрева плазмы сильноточного Z-пинча. В рамках этой программы - исследование устойчивости сжатия при имплозии сборок, состоящих из проволочек различного химического состава.
Известно, что проволочки в многопроволочном лайнере имеют аксиальные неустойчивости с размером, зависящим от их материала. Так например, для вольфрама период струй 0.25 мм, для алюминия - 0.5 мм. Эти неустойчивости отражаются на финальных неоднородностях сжатого пинча, имеющих период порядка 1 мм. Предполагалось, что установив проволочки близкой массы из разных материалов, можно будет усреднить эти нестабильности и повлиять на величину финальных неустойчивостей.
Большинство экспериментов проводились с одиночными лайнерами. Одиночные лайнеры имели одну и ту же геометрию: диаметр 12 мм, высота 10 мм. Лайнерные сборки состояли из алюминиевых или вольфрамовых проволочек или из их комбинации. Алюминиевые проволочки имели диаметр 18 или 15 мкм, а вольфрамовые 5 или 6 мкм. Количество проволочек в сборках варьировалось: для Al -48, 60, 80; для W- 48, 80, 108; и смешанных 12A1+12W, 24A1+24W, 30A1+30W. Соответственно массы сборок были ровны: для А1- 336 мкг, 420 мкг и 500 мкг, для W -264 мкг, 370 мкг, 420 мкг, и 500 мкг, для смешанных 250 мкг, 300 мкг, и 375 мкг. Все смешанные, алюминиевые и часть вольфрамовых сборок были изготовлены в ТРИНИТИ.
Кроме того, был проведен цикл исследований сжатия двухкаскадных (вложенных) лайнеров, оболочки которых набирались из вольфрамовых или алюминиевых проволочек.
Целью этой серии экспериментов было изучение влияния химического состава проволочных сборок на динамику и устойчивость их имплозии, а также исследование мелкомасштабных неустойчивостей, развитие которых сопровождает генерацию плазмы на первой стадии процесса сжатия.
Кроме лазерной диагностики в эксперименте были задействованы: 1 .Электронно-оптическая регистрация в видимом свете.
Фотографирование в видимой области спектра с временным разрешением осуществлялась как в хронографическом, так и в кадровом режимах. Первый осуществлялся с помощью хронографа, со щелью, ориентированной перпендикулярно оси многопроволочной сборки; это позволяло наблюдать за движением плазмы в радиальном направлении. Для временной привязки развертки к току на периферии щели закреплен выходной конец волоконно-оптического световода, с помощью которого на вход хронографа подается световая метка, формируемая лазерным излучением (лазерной диагностики, которая в свою очередь привязана к току посредством быстрого коаксиального фотоэлемента, электрический сигнал с которого подается на осциллограф).
Параллельно процесс сжатия регистрировался тремя кадровыми ЭОПами, управление которыми осуществлялось трехканальным кабельным генератором. Эта схема позволяла получать 3 двумерных изображения плазмы с экспозицией 3 не и задержкой между кадрами 10-15нс.
Рентгеновская спектроскопия на кристаллическом спектрографе. В экспериментах на С-300 для определения параметров плазмы по относительным интенсивностям характеристических линий применялся кристаллический спектрограф с выпуклым кристаллом слюды с двумерным пространственным разрешением в линиях /55/. Точнее говоря, спектрограф был снабжён узкой щелью, располагавшейся в плоскости дисперсии. Эта щель строит одномерное по высоте изображение источника. В другом направлении, вдоль дисперсии, ширина отдельной линии определялась как спектральной шириной линии (преимущественно доплеровским уширением), так и диаметром источника излучения.
Выпуклый кристалл регистрирует при небольшом угловом размере источника широкий спектральный диапазон - от 0.25 до 1.3 нм, в который обычно попадает два-три порядка отражения характеристических линий. По известной светосиле спектрографа и табличной чувствительности рентгеновской плёнки DEF Kodak /56/ была определена энергия, излучённая в характеристических линиях водородо-и гелиеподобных линиях алюминия. В экспериментах с алюминиевыми нагрузками она составляла 10-20 Дж. Специальной калибровки спектрографа не проводилось. Электронная температура, определённая по наклону рекомбинационного континуума, в этих экспериментах составила 250-350 эВ. В экспериментах с многопроволочной нагрузкой, изготовленной из чередующихся по окружности проволочек вольфрама (6 микрон) и алюминия (16 микрон), спектр алюминия практически исчезал в измеряемом спектрографом диапазоне длин волн (см./57/).
Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией
В заключение описания этой серии экспериментов приводятся основные результаты исследований:
1. В процессе имплозии многопроволочного лайнера достигнута мощность мягкого рентгеновского излучения 4 10" Вт при общем выходе более 20 кДж.
2. Исследована мелкомасштабная неустойчивость, сопровождающая плазмообразование на начальной стадии имплозии лайнера в зависимости от химического состава последнего.
3. Впервые обнаружена с помощью лазерных многокадровых теневых фотографий резкая перестройка крупномасштабных структур за время менее 10 не.
4. Получена серия рентгеновских фотографий имплодирующего объекта посредством многокадрового рентгеновского регистратора.
5. На лайнерах - как алюминиевых, так и смешанного состава - с помощью рентгеновского спектрографа с двумерным пространственным разрешением зарегистрированы спектральные линии водородоподобного и гелиеподобного ионов алюминия. Измеренные по ним размеры сжатого состояния плазмы пребывают в хорошем соответствии с таковыми, полученными с помощью камеры-обскуры в киловольтном диапазоне энергий. Оцененная по рекомбинационному континууму температура алюминиевой плазмы составила 500 эВ.
6. На рентгеновских изображениях, полученных без фильтра, видны струи с характерным размером -0,2 мм, тянущиеся с периферии пинча, перпендикулярно к его оси. Расстояние между струями составляло 1 мм. Исходя из величины дифракционного размытия (1 мм соответствует 10 эВ), можно сделать предположение, что они излучают в диапазоне энергии квантов выше нескольких десятков эВ.
7. За фильтром 12 мкм (отсечка 1,5 кэВ) наблюдается свечение вблизи оси лайнера. При этом пинч представляет собой или полую светящуюся «оболочку» диаметром 400-600 мкм, внутри которой видны горячие точки, число которых зависит от вещества из которого изготовлен лайнер. На поверхности или периферии пинча наблюдались выбросы, которые излучали в области выше 1 кэВ. 8.В зависимости от атомного номера материала проволочек пинч имел различную структуру. Наилучшее сжатие было получено в экспериментах с лайнером из вольфрамовых проволочек. В этом случае зарегистрирован наименьший размер пинча «400мкм (за майларовым фильтром толщиной 12 мкм), более однородное свечение, состоящее из достаточно большого количества горячих точек (Г.Т.), равномерно расположенных вдоль оси пинча. Наименьший размер Г.Т. составлял « 200 мкм. Иногда наблюдались отдельные выбросы вне сжатого образования. 9.Алюминиевые и комбинированные лайнеры имели более неоднородную структуру (особенно этим отличался алюминиевый лайнер): Г.Т. неоднородно расположены вдоль оси, пинч больше искривлён вдоль пинча. Количество Г.Т. -меньше, больше наблюдается выбросов на периферии пинча. В экспериментах с алюминиевой лайнером не наблюдалось формирования с неискривленной формой вдоль оси пинча. В некоторых выстрелах наблюдались отдельные светящиеся выбросы вне сжатого образования.
10. При исследовании каскадных («вложенных») сборок установлено, что плазма из вещества наружной сборки "проваливается" сквозь практически неподвижную внутреннюю и там уже происходит окончательное сжатие. В зависимости от условий внутренняя оболочка либо остается неподвижной, либо перехватывая часть тока сжимается с существенным опозданием.
На установке С-300 была выполнена серия экспериментов по исследованию работы короткого отрезка магнитоизолированной вакуумной линии (МИВЛ) при токах мегаамперного диапазона с погонной плотностью до 5 МА/см. Целью этих экспериментов являлись исследования динамики приэлектроднои плазмы и её влияния на транспортировку энергии;
Схемы экспериментов представлены на Рис. 6.2.1. и 6.2.2 . Анодом вакуумной линии длиной 1 см являлись два плоских параллельных наружных электрода, расстояние между которыми изменялось от 8 до 12 мм. Внутренний отрицательный электрод МИВЛ располагался между наружными электродами симметрично относительно них. В большинстве экспериментов в качестве катода использовались трубочки из нержавеющей стали или никеля с внешним диаметром 1 и 1,2 мм и толщиной стенки 100 или 200 мкм. Исследовались два варианта линии -короткозамкнутая (Рис. 6.2.1) или с низкоиндуктивным шунтом на её выходе (Рис. 6.2.2).
