Лазерная диагностика плазмы в сильноточных импульсных разрядах

• Автор: Корельский, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 87 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Использование лайнеров как обострителей мощности для инерциального УТС

1.1.а Задача обострения мощности. Трудности использования электронных и ионных пучков

1.1.6 Лайнеры как обострители мощности

1.2 Генерация мощных импульсов рентгеновского излучения с помощью лайнеров

1.2.а Газовые лайнеры

1.2.6 Генерация мощных рентгеновский импульсов с помощью многопроволочных Ъ-пинчей

1.2.в Схема эксперимента лайнер-мишень

1.2.г Физические процессы в лайнере

1.2.д Г етерогенные лайнеры

1.3. Обзор лазерных диагностик применяемых' на современных импульсных

сильноточных ускорителях
Глава 2. Сильноточный генератор С
Глава 3. Сжатие импульсов света во времени при обратном вынужденном рассеянии Манделыитама-Бриллюэна(ВРМБ)
3.1.Пространственное разрешение регистрирующих систем в импульсных плазменных экспериментах
3.2. Генерация ВРМБ сжатого импульса
Глава 4. Лазерный диагностический комплекс для мпогокадровой теневой и шлирен съемки плазмы
4.1. Схема генерации зондирующего излучения (передающая часть системы)
4.2. Описание приемной части
Глава 5. Механизмы взаимодействия лазерного излучения с плазмой
Глава 6. Экспериментальные результаты
6.1.Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций
6.2. Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией
6.3. Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных 2-пинчах
6.4. Динамика и излучение короны медной проволочки в пинчах с мегаамперным током
Заключение
Список литературы

Эксперименты по имплозии легких цилиндрических лайнеров И Z-ПШlЧeІ 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 2-пинчей для решения проблемы инерциалыюго 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 2-пинчей, остается еще недостаточно изученной.
Для уменьшения роли неустойчивости и повышения эффективности преобразования энергии используются различные методы, к примеру, гетерогенные лайнеры /6/, 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 г-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
А1 -48, 60, 80; для У- 48, 80, 108; и смешанных 12А1+12У, 24A1+24W, 30А1+30У. Соответственно массы сборок были ровны: для А1- 336 мкг, 420 мкг и 500 мкг, для У -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 щелыо, 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.