Физика плазмы, 2020, T. 46, № 5, стр. 456-467

Генерация пучка быстрых электронов, тормозного и характеристического излучения плазмы в сильноточном Z-пинче

В. В. Александров a, Е. А. Болховитинов b, Г. С. Волков a*, Е. В. Грабовский a, А. Н. Грицук a, С. Ф. Медовщиков a, Г. М. Олейник a, А. А. Рупасов b, И. Н. Фролов a, М. В. Хилько a

a Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований
Москва, Россия

b Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН
Москва, Россия

* E-mail: volkov@triniti.ru

Поступила в редакцию 14.08.2019
После доработки 24.10.2019
Принята к публикации 21.11.2019

Аннотация

Исследована генерация пучков ускоренных электронов в сильноточном Z-пинче, образованном при сжатии многопроволочных цилиндрических вольфрамовых сборок на установке “Ангара-5-1”. Наиболее интенсивное характеристическое и тормозное рентгеновское излучение быстрых электронов регистрируется из центральной области пинча на стадии пинчевания. Поперечный размер источника излучения в характеристическом излучении Lα вольфрама составляет ~1.5–1.8 мм, что близко к поперечному размеру источника излучения в мягком рентгеновском излучении (1–1.5 мм). Ток ускоренных электронов генерируемых, как в процессе имплозии многопроволочной сборки, так и при образовании пинча по порядку равен току Альфвена (IA). Полученный результат согласуется с оценкой тока ускоренных электронов сделанной по измеренной величине интенсивности характеристического излучения Lα вольфрама в предположении, что пробег быстрых электронов в пинче порядка его длины.

Ключевые слова: сильноточные импульсные генераторы, токовая имплозия плазмы, Z-пинч, аксиальное магнитное поле, характеристическое излучение, многопроволочные сборки, ускоренные электроны, ток Альфвена

DOI: 10.31857/S0367292120050017

Список литературы

  1. Jones M.C., Ampleford D.J., Cuneo M.E., Hohlfelder R., Jennings C.A., Johnson D.W., Jones B., Lopez M.R., MacArthur J., Mills J.A., Preston T., Rochau G.A., Savage M., Spencer D., Sinars D.B., Porter J.L. // Rev. Sci. Instruments. 2014. V. 85. 083501.

  2. Smirnov V.P. // Plasma Phys. Control Fusion. 1991. V. 33. P. 1697.

  3. Olson R.E., Chandler G.A., Derzon M.S., Hebron D.E., Lash J.S., Leeper R.J., Nash T.J., Rochau G.E., San-ford T.W.L., Alexander N.B., Gibson C.R. // Fusion Technol. 1999. V. 35. № 2. P.260

  4. Волков Г.С., Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М. // Физика плазмы. 2004. Т. 30. № 2. С. 115.

  5. Александров В.В., Болховитинов Е.А., Волков Г.С., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Медовщиков С.Ф., Олейник Г.М., Рупасов А.А., Фролов И.Н. // Физика плазмы. 2016. Т. 42. № 12. С. 1046.

  6. Shrestha, Kantsyrev V.L., Safronova A.S., Esaulov A.A., Williamson K.M., Ouart N.D., Osborne G.C., Wel-ler M.E., and Yilmaz M.F. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2010. V. 38. P. 658–666.

  7. Wallace M.S., Hammel B.D., Haque S. Neill P., Presu-ra R. // Physics of Plasmas. 2018. V. 25. 113101. https://doi.org/10.1063/1.5045343

  8. Hansen S.B., Ampleford D.J., Cuneo M.E., Ouart N., Jones B., Jennings C.A., Dasgupta A., Coverdale C.A., Rochau G.A., Dunham G., Giuliani J.L., Apruzese J.P. // Physics of Plasmas. 2014. V. 21. 031202. https://doi.org/10.1063/1.4866161

  9. Mitchell I.H., Aliaga-Rossel R., Chittenden J.P., Robledo A., Schmidt H., Haines M.G. // IEEE Trans. Plasma Sci. 1998. V. 26. P. 1267–1274.

  10. Shelkovenko T.A., Pikuz S.A., Mingaleev A.R., Agafo-nov A.V., Romanova V.M., Ter-Oganes’yan A.E., Tka-chenko S.I., Blesener I.C., Mitchell M.D., Chand-ler K.M., Kusse B.R., Hammer D.A. // Plasma Phys. Rep. 2008. V. 34. C. 754.

  11. Shelkovenko T.A., Pikuz S.A., Song B.M., Chandler K.M., Mitchell M.D., Hammer D.A., Ivanenkov G.V., Mingaleev A.R., Romanova V.M. // Phys.Plasmas. 2005. V. 12. 033102.

  12. Альбиков З.А., Велихов Е.П., Веретенников А.И., Глу-хих В.А., Грабовский Е.В., Грязнов В.М., Гусев О.А., Жемчужников Г.Н., Зайцев В.И., Золотовский О.А., Истомин Ю.А., Козлов О.В., Крашенинников И.С., Курочкин С.С., Латманизова Г.М., Матвеев В.В. Минеев Г.В., Михайлов В.Н., Недосеев С.Л., Олей-ник Г.М., Певчев В.П., Перлин А.С., Печерский О.П., Письменный В.Д., Рудаков Л.И., Смирнов В.П., Царфин В.Я., Ямпольский И.Р. // Атомная энергия. 1990. Т. 68. Вып. 1. С. 26.

  13. Дербилов В.И., Медовщиков С.Ф., Недосеев С.Л., Утюгов Е.Г., Рослик А.К., Стрекаловский В.Н., Тимошин В.Т. Препринт Институт атомной энергии-5157/7, М., 1990.

  14. Олейник Г.М. // ПТЭ. 2000. № 3. С. 49–51.

  15. Волков Г.С., Грабовский Е.В., Зайцев В.И., Зукакишвили Г.Г., Зурин М.В., Митрофанов К.Н., Недосе-ев С.Л., Олейник Г.М., Порофеев И.Ю., Смирнов В.П., Фролов И.Н. // ПТЭ. 2004. № 5. С. 74.

  16. Олейник Г.М., Браницкий А.В.// ПТЭ. 2000. № 4. С. 58.

  17. Хилько М.В., Волков Г.С., Фролов И.Н., Грицук А.Н. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2016. Вып. 1. С. 55–67.

  18. Волков Г.С., Заживихин В.В., Зайцев В.И., Мишенский В.О. // ПТЭ. 1996. № 3. С. 119.

  19. Бабичев А.П. Физические величины: Справочник / Под. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

  20. IAEA-NDS-195 International Atomic Energy Agency: [сайт. – Режим доступа: http://www-nds.iaea.org/publications/iaea-nds/data/xmudat.zip (дата обращения: 20.08.2013)].

  21. Чукбар К.В. Лекции по явлениям переноса в плазме. Долгопрудный: Изд. дом “Интеллект”, 2008, С. 94.

  22. Франк-Каменецкий Д.А. Лекции по физике плазмы. М.: Атомиздат, 1968. С. 95

  23. Oльховская О.Г., Гасилов В.А., Баско М.М., Сасо-ров П.В., Новиков В.Г., Вичев И.Ю., Галигузова И.И. // Математическое моделирование. 2016. Т. 28. № 1. С. 3.

Дополнительные материалы отсутствуют.