Х-пинч, экспериментальные исследования

• Автор: Пикуз, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 238 с. : ил.

Глава 1. Постановка эксперимента

1.1. Схемы X пинчей

1.2. Генераторы сильноточных электрических разрядов, использованные в экспериментах

1.3. Средства диагностики

1.3.1. Электрические измерения

1.3.2. Измерения в оптическом диапазоне, лазерное зондирование

1.3.3. Рентгеновские измерения

Глава 2. Методы исследований в рентгеновском диапазоне

2.1. Спектральное разложение рентгеновского излучения

2.1.1. Кристаллические спектрографы

2.1.2. Спектрографы с пропускающими решетками

2.1.3. Спектрографы со скрещенной дисперсией
2.2 Методы получения рентгеновских изображений
2.2.1. Пассивные методы (регистрация собственного
излучения)
2.2.2. Рентгеновские спектрографы с пространственным
разрешением
2.2.3. Активные методы (рентгеновская радиография)
2.3. Регистрация рентгеновского излучения с временным разрешением
2.3.1 Измерения с помощью рентгеновских фотодиодов
2.3.2. Измерения с помощью рентгеновского электронно-оптического преобразователя
со щелевой разверткой (стрик-камеры)
2.3.3. Измерения жесткого рентгеновского излучения
Глава 3. Структура и динамика X пинча
3.1 Результаты первых исследований, основные характеристики X пинча
3.2. Развитие диагностических методик. Рентгеновская
радиография X пинча

3.3 Обобщенный сценарий процессов в X пинче. бб
3.3.1 Начальная стадия формирования нагрузки
X пинча в сильноточном диоде
3.3.2. Процессы формирования перетяжки X пинча
3.3.3 Динамика перетяжки. Каскадирование
3.3.4. Формирование и локализация горячей
точки. Радиационный взрыв
3.3.5 Разрыв перетяжки, образование минидиода
и генерация пучков
3.4. Взаимодействие X пинчей. Многократные
и многопроволочные X пинчи
3.5. Особенности Х-пинчей из различных материалов.
Глава 4. Горячая точка Х-пинча, ее структура и пространственные характеристики
4.1. Результаты, полученные с помощью камер-обскур
4.2. Результаты, полученные с помощью щелевой
камеры со ступенчатым ослабителем (ЩСО)
4.3. Результаты, полученные с помощью пропускающих решеток
4.4. Результаты, полученные с помощью Брэгг-Френелевской
линзы (БФЛ)
4.5. Результаты, полученные с помощью преломляющей капиллярно-пузырьковой рентгеновской линзы (ПКП)
4.6. Результаты, полученные с помощью рентгенографии
4.7. Результаты, полученные из анализа изображений
с учетом волновых свойств рентгеновского излучения
Глава 5. Временные характеристики рентгеновского излучения и
динамика горячей точки Х-пинча
5.1. Измерения временных характеристик рентгеновского
излучения с помощью фотодиодов
5.2. Измерения временных характеристик рентгеновского
излучения с помощью стрик-камеры
5.3. Пространственно-временные характеристики горячей точки
Глава 6. Спектральные характеристики X пинча
6.1. Времяинтегральные спектры Х-пинча
6.1.1. Некоторые основные соотношения
6.1.2. Экспериментальные результаты

6.2. Временные характеристики спектров X пинча
6.2.1. Постановка эксперимента
6.2.2. Экспериментальные результаты
Глава 7. Параметры плазмы в горячей точке
7.1. Определение параметров плазмы по К-спектрам Т1
7.2. Определение параметров плазмы по Ь-спектрам Мо
7.3. Предельные параметры горячей точки. Моделирование
Заключение
Литература
Приложения

Пример временной развертки спектра титанового X пинча показан на Рис.2.14б. Подобная бесщелевая схема, обладающая чрезвычайно высокой светосилой и высоким спектральным разрешением, была предложена автором настоящей работы [222], и впервые была им реализована в экспериментах с фемтосекундным лазером в Мичиганском университете [206].
Существенной трудностью в работе со СК была ее синхронизация с исследуемым процессом. Очевидно, что для получения высокого временного разрешения необходимо использовать высокую скорость развертки. Однако высокая скорость развертки означает малый временной интервал, в котором может быть зарегистрировано интересующее нас излучение. Попытки использовать для синхронизации быстрых разверток какие-либо электрические сигналы, получаемые с датчиков токов и напряжений установки, не увенчались успехом. Шумовая составляющая сигналов, несмотря на все принимаемые меры, была значительной, и сформировать управляющий сигнал необходимой амплитуды, жестко привязанный хотя бы к току диода, не удалось. Исследования жесткого ультрафиолетового излучения X пинча с помощью открытого вакуумного диоде (ВРД) показали, что на начальной стадии процесса формирования X пинча в диоде, примерно через 8 - 10 не после начала импульса тока, появляется мощное излучение, по-видимому ассоциируемое с первоначальным пробоем проволочек. Сигнал с ВРД имел крутой (2-3 не) фронт и был жестко привязан к току. Именно этот сигнал и был использован для запуска схем развертки СК. Для предотвращения повреждения входных цепей блока разверток СК сигналом большой амплитуды, связанным с излучением сжимающейся плазмы, в линии передачи сигнала устанавливалась дифференцирующая цепочку с малой (порядка 1 не) постоянной времени. Некоторые трудности создавало мертвое время блока развертки, составлявшее 20 не для медленной СК и 32 не для быстрой. Кроме того, дополнительную задержку вносило начальное смещение изображения щели или сфокусированного спектра за край экрана, необходимое для обеспечения линейности развертки в рабочем режиме. Эта задержка была тем больше, чем медленнее была развертка, и достигала 50 не на развертках, длительность которых была сопоставима с длительностью импульса тока разряда. Последнее обстоятельство затрудняло исследования начальной фазы Х-пинча. В ряде экспериментов изображение лишь смещалось на край экрана, при этом линейностью развертки приходилось жертвовать, и для временных измерений проводить специальную калибровку развертки. Калибровка развертки выполнялась также и в стандартном режиме. Процедура калибровки СК в стандартном режиме описана в диссертации Д.Б.Синарса (О.В.Біпагз) [244].
Изображение со сцинтилляционного экрана камеры посредством стекловолоконных шайб переносилось на усилитель света, работавший в импульсном режиме, и после усиления