Процессы в разряде низкоиндуктивной вакуумной искры в до- и сверхкритическом токовых режимах

• Автор: Прохорович, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Г лава 1. Литературный обзор
1.1. Экспериментальные результаты исследований микропинчевых разрядов типа низкоиндуктивной вакуумной искры
1.1.1. Исследование динамики плазменного канала разряда низкоиндуктивной вакуумной искры
1.1.2. Исследование корпускулярных потоков из области разряда низкоиндуктивной вакуумной искры
1.1.3. Исследования процессов на поверхности электродов в разряде
низкоиндуктивной вакуумной искры
1.2. Теоретические представления о процессах в разрядах низкоиндукгивной вакуумной искры
1.2.1. Модель радиационного коллапса
1.2.2. Ускорительные механизмы в плазме низкоиндуктивной вакуумной
искры и их влияние на динамику разряда
1.3. Постановка задачи
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Микропинчевая установка ПФМ-
2.1.1. Вакуумная часть
2.1.2. Описание электроразрядного устройства
2.1.3. Электрическая схема питания электроразрядного устройства
2 .2. Средства и методы диагностики
2.2.1. Средства контроля за режимами разряда
2.2.2. Средства диагностики плазменных потоков, эмитируемых из области разряда низкоиндуктивной вакуумной искры
2.2.3. Средства визуализации процессов, протекающих в межэлектродном промежутке разряда низкоиндуктивной вакуумной искры
2.2.4. Методы анализа состава и структуры поверхности электродов в
разряде низкоиндуктивной вакуумной искры
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований
3.1. Режимы работы электроразрядного устройства
3.2. Плазменные потоки из области разряда низкоиндуктивной вакуумной искры
3.3. Теневое фотографирование и исследование динамики собственного свечения плазмы разряда низкоиндуктивной вакуумной искры
3.4. Исследования поверхностной структуры электродов разряда
низкоиндуктивной вакуумной искры
Глава 4. Обсуждение результатов экспериментальных исследований
4.1. Плазменные потоки из области разряда низкоиндуктивной вакуумной
искры
4 .2. Динамика разрядного канала низкоиндуктивной вакуумной
искры
4.3. Процессы на поверхности электродов в разряде низкоиндуктивной
вакуумной искры
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ.
Импульсные электрические разряды, в которых реализуется так называемый пинч-эффект (свойство электрического токового канала в проводящей среде уменьшать свое сечение под действием собственного, порождаемого самим током, магнитного поля [1]) привлекают внимание физиков уже на протяжении многих десятилетий.
В первую очередь это связано с идеей, высказанной еще в 50-х годах прошлого века, о возможности осуществления термоядерных реакций в газовых разрядах: особенно большой интерес представляло возбуждение термоядерных реакций в дейтерии и в смеси дейтерия и трития [2]. При этом основное внимание уделялось двум типам пинчей - линейному и тороидальному. Предполагалось, что плазма в них при протекании тока будет нагреваться как за счет джоулевого тепловыделения, так и при адиабатическом сжатии собственным магнитным полем. Однако, в первых же экспериментах выяснилось, что процесс линчевания сопровождается развитием разного рода плазменных неустойчивостей, приводящих к разрушению самого пинча. Поэтому в простейших вариантах пинчей не удалось решить задачу управляемого термоядерного синтеза, но до сих пор продолжаются исследования в этом направлении [3-8].
Следует отметить, что неустойчивости плазмы проявляются и во многих других типах устройств, где они либо стабилизируются с помощью магнитных полей (токамаки [9, 10, 11], 0-пинчи [12, 13] и др.), либо сами эти неустойчивости используются для получения короткоживущей сверхплотной горячей плазмы (плазменный фокус [14, 15, 16],
микропинчи [17,18, 19]).
Пинчевые установки перспективны для целого ряда прикладных научно-технических задач в качестве источников: нейтронов с энергиями 2,45 МэВ (d-d реакции) и 14 МэВ (d-t реакции); электромагнитных
той или иной степени описывающие процессы в разрядах типа НВИ. Подавляющее число проведенных исследований было связано с изучением процесса микропинчевания, сопровождающегося формированием ПТ. Среди диагностических методов исследования МИР главную роль играет спектроскопия в рентгеновском диапазоне. Именно с ее помощью получены такие важные параметры ПТ, как электронная плотность, температура, размеры, время жизни.
Следует отметить и методы визуализации пространственной структуры плазмы с высоким временным разрешением (теневое фотографирование, интерферометрирование, получение фарадееграмм), основанные на использовании импульсных лазеров в качестве осветителя.
Полученные с помощью указанных методов диагностики экспериментальные результаты по большей своей части находят объяснение в рамках модели радиационного сжатия.
Однако модель радиационного коллапса оставляет за рамками своего рассмотрения процессы, приводящие к образованию потоков ускоренных частиц, которые способны оказать существенное влияние на динамику разряда НВИ.
Подтверждение любой теоретической модели требует подробного экспериментального изучения, а корректная интерпретация полученных данных возможна при сопоставлении нескольких независимых методик измерения.
Как следует из представленного литературного обзора лазерные методы теневого фотографирования области МПР в сочетании с регистрацией тока в разряде и обскурографированием межэлектродного промежутка позволяют реконструировать картину развития событий в разряде типа НВИ. К сожалению, подобные измерения проводились, в основном, при максимально достижимых для конкретной микропинчевой