Экспериментальное исследование термодинамических и электропроводящих свойств плотных сред при интенсивном ударно-волновом воздействии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

ТЕРНОВОЙ ВЛАДИМИР ЯКОВЛЕВИЧ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ СВОЙСТВ ПЛОТНЫХ СРЕД ПРИ ИНТЕНСИВНОМ УДАРНО-ВОЛНОВОМ

ВОЗДЕЙСТВИИ

Специальность 01.04.17 • химическая физика, в том числе физика горения и взрыва

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Черноголовка 2004

Работа выполнена в Институте проблем химической физики РАН

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН Анисимов Сергей Иванович доктор физико-математических наук профессор Трофимов Владимир Сергеевич доктор физико-математических наук Агранат Михаил Борисович

Ведущая организация: Институт общей физики РАН

Защита состоится "-У " ¿¿/гёМ^ 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 002.082.01 при Институте проблем химической физики*: РАН по адресу: 142432, Черноголовка Московской обл., пр-т Семенова д. 1 ИПХФ РАН корпус 1/2 актовый зал.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института проблем химической физики РАН

Автореферат разослан _2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета Д 002.082.01

канд. физ.-мат. наук Юданов А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Предлагаемая работа посвящена разработке методов генерации экстремальных состояний вещества с использованием энергии продуктов детонации конденсированных взрывчатых веществ, а также методов исследования теплофизических свойств веществ в экстремальных условиях.

Актуальность темы. Из рассмотрения условной фазовой диаграммы вещества [1] видно, что наиболее важная в практическом приложении внутренняя часть фазовой диаграммы - область жидкого, двухфазного состояния, состояния плотной плазмы - является областью, где не применимо строгое теоретическое рассмотрение без учета сильного межчастичного взаимодействия в квантово-механической задаче многих тел с отсутствием малого параметра для применения теории возмущения. Общих способов построения строгого теоретического уравнения состояния не существует. Это может быть сказано и относительно процессов переноса.

При конкретных расчетах приходится вводить упрощенные модели, точность которых и область применимости можно найти, лишь сравнивая их результаты с априори более точными расчетами, либо с результатами экспериментов. Другой подход описания теплофизических свойств использует результаты экспериментов в области моделирования для выбора численных параметров в функциональных зависимостях, опирающихся при своем создании на строгие асимптотические решения, справедливые для анализа слабонеидеальных ситуаций. При таком рассмотрении эксперимент в исследуемой области требуется не только как критерий применимости развиваемой модели, но и как ее корректирующий элемент.

Среди динамических методов генерации состояний с высокой плотностью тепловой энергии отдельно можно выделить гидродинамические методы создания сильных ударных волн при соударении пластины, имеющей гиперзвуковую скорость, со слоем исследуемого вещества. Существует четыре основных способа гидродинамической генерации состояний в области плотной плазмы: однократное ударное, многократное ударное и адиабатическое сжатие, а также метод адиабатического расширения ударно-сжатого вещества [1]. Способ плоского однократного и многократного ударного сжатия привлекателен по ряду важных причин. Он позволяет создавать в изучаемом материале однородные и достаточно протяженные по пространству состояния с высокой плотностью тепловой энергии, а законы сохранения, используемые для определения термодинамических свойств ударно-сжатых состояний, представимы в простейшем алгебраическом виде уравнений Гюгонио [1]. Достигаемые при этом плотности превосходят исходную плотность жидкости (водород) более чем на порядок. Используемая кинетическая энергия разогнанной пластины является достаточно чистым источником энергии, свободным от сильных электромагнитных полей, наличие которых приводит к изменению исходного состояния исследуемого материала и может сопровождаться развитием неустойчивости газодинамического течения, что затрудняет

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

«

диагностику генерируемых состояний. Адиабатическое расширение из состояний сильного ударного сжатия позволяют изучить поведение вещества (висмут, свинец, олово, никель, молибден, вольфрам) в области околокритических состояний перехода жидкость-пар и определить его термодинамические, газодинамические, оптические свойства при плотностях, меньших нормальной плотности в 1.5 - 1000 раз.

Цель работы. Разработка взрывных методов генерации состояний вещества с сильным межчастичным взаимодействием в плоской геометрии и методик оптической и электрической диагностики; определение термодинамических и электрофизических свойств вещества в этих условиях. Экспериментальная проверка существующих и построение новых физических моделей поведения вещества.

Научная новизна. В диссертации впервые:

- Созданы взрывные слоистые метательные системы с массой ВВ до 5 кг, позволяющие осуществлять разгон стальных пластин толщиной 1 мм до 7.3 км/с, молибденовых пластин толщиной 0.1 мм - до скоростей 13 км/с.

- Отработана методика использования бромоформа в качестве датчика параметров ударноволнового воздействия при давлениях в нем от 40 до 200 ГПа.

- Методом оптической пирометрии с наносекундным временным разрешением получены экспериментальные данные о свойствах ряда металлов и бромоформа в разогретых ударно-сжатых и расширенных состояниях в неисследованной, ранее области фазовой диаграммы. Полученные данные использованы для построения и калибровки полуэмпирических широкодиапазонных уравнений состояния.

- Обнаружены и изучены спектральные особенности оптического излучения металлов вблизи критической точки перехода жидкость-пар при расширении в оптически прозрачную газовую среду; предложена модель тепломассообмена металла и газа в излучающем слое.

- Предложена феноменологическая «модель газодинамики расширения материалов при давлениях ниже давления вхождения адиабаты расширения в двухфазную область параметров вплоть до давлений порядка 0.1 МПа.

- Предложена методика интенсификации нагрева металлической жидкости контактирующим более горячим ударно-сжатым газом.

- Предложен газотермический способ генерации околокритических давлений и температур, когда быстрый изобарического нагрев изучаемого вещества происходит в процессе плоского высокоскоростного метания его фольги в гелиевой атмосфере.

- По результатам пирометрических измерений при адиабатическом расширении ударносжатых сплошных и пористых образцов определены параметры критических точек на кривых высокотемпературного кипения молибдена, никеля, олова и свинца.

• Разработаны экспериментальные устройства и проведено многократное ударное сжатие сред с малой динамической жесткостью (гелий, водород, азот, гелий-водородная смесь, соответствующая атмосфере Юпитера) до 100-220 ГПа при одновременной регистрации термодинамических параметров процесса сжатия оптическим и электрическим методами, а также сопротивления сжимаемого слоя.

- Определены термодинамические условия перехода в проводящее состояние изученных сред.

Результаты, выносимые на защиту.

1. Результаты оптимизации слоистых ускорителей с целью достижения максимальной скорости метания при малом разогреве разгоняемого ударника, а также с целью приближения процесса сжатия слоя исследуемого вещества (водорода) к изоэнтропическому процессу при встречном многократном ударном сжатии.

2. Методика определения оптического коэффициента поглощения по регистрации процесса затухания ударной волны под действием тыльной волны разрежения.

3. Оптическая методика определения профиля импульса сжатия, создаваемого динамическими генераторами давления, при использовании бромоформа в качестве вещества-индикатора для диапазона давлений в нем 50-200 ГПа.

4. Метод измерения сопротивления сжимаемого слоя с использованием двух потенциальных и одного земляного электродов, позволяющий дополнительно регистрировать времена распространения волн по слою в процессе многократного сжатия.

5. Результаты измерения динамической сжимаемости алюминия, висмута, меди до 400-600 ГПа и параметров расширения в воздух алюминия, висмута, меди, титана. Результаты измерения температуры ударного сжатия, скорости звука в ударно-сжатом состоянии бромоформа в диапазоне давлений 50-200 ГПа.

6. Результаты изучения термодинамических и оптических свойств плотной плазмы свинца, олова, никеля, молибдена, висмута в околокритической области перехода жидкость-пар методом изоэнтропического расширения с использованием пирометрической диагностики. Оценки давления и температуры критической точки перехода жидкость-пар свинца, олова, никеля, молибдена.

7. Условия формирования волны вскипания перегретой жидкости и величина достигаемой при этом массовой скорости паро-капельной смеси.

8. Газотермический метод генерации околокритических состояний перехода жидкость-пар.

9. Результаты измерений термодинамических, электропроводящих свойств водорода, гелия, азота, смеси гелий-водород, соответствующей составу атмосферы Юпитера при многократном ударном сжатии до 100-230 ГПа.

Научная и практическая ценность работы. Полученные данные о физических свойствах вещества в широкой и ранее не исследованной области фазовой диаграммы, где реализуется сильное межчастичное взаимодействие, были использованы для корректировки и построения полуэмпирических уравнений состояния изученных сред [2,3]. Разработанные методы генерации и диагностики таких состояний существенно расширяют экспериментальную базу физики высоких плотностей энергии. Часть полученных в работе термодинамических данных и их анализ представлены в монографиях [1,4,5].

Личный вклад автора. Материал, изложенный в диссертации, получен при непосредственном участии автора как при формировании направления, общей постановке задач, так и при проведении экспериментальных исследований, анализе, интерпретации и обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на: научно-координационных сессиях "Исследования неидеальной плазмы" (Москва, 1988 - 2003), Всесоюзных конференциях по уравнениям состояния вещества (Нальчик 1986 - 2004), Всесоюзных симпозиумах по горению и взрыву (Ташкент 1986), Международных/конференциях по плазме с сильным межчастичным взаимодействием (Бинц 1995, Бостон 1997), Международной конференции по ударным волнам в конденсированных средах (Сиэтл 1995, Амхерст 1997, Солт-Лейк-Сити 1999, Атланта 2001, Портсмут 2003) и т.д.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 71 печатные работы (статьи, препринты, тезисы докладов).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения; содержит 280 страниц, в том числе 16 таблиц и 104 рисунка. Список цитируемой литературы включает 314 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновываются актуальность, научная новизна и практическая значимость проблем, решаемых в диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, указаны отличия используемых подходов от известных в литературе, представлены сведения о структуре и объеме диссертации.

Первая глава диссертации включает в себя рассмотрение вопросов, связанных с использованием линейных метательных систем для увеличения интенсивности воздействия во взрывных генераторах прямоугольных импульсов давления. В ней также рассмотрено использование кумуляции энергии продуктов детонации конденсированных взрывчатых веществ (КВВ) и энергии ударных волн при схождении газодинамических потоков и фокусировке энергии в точку или на ось для достижения гипер-

4

звуковых скоростей метаемых металлических тел. По мере усложнения конструктивного решения рассмотрены: 1. взрывные генераторы прямоугольных импульсов давления; 2. принципы построения слоистых метательных систем; 3. системы метания с инертными стержнями на оси заряда ВВ и взрывные конические системы с образованием маховской конфигурации; 4. заряды со сферическим схождением волн и метаемых пластин и метод увеличение скорости движения свободной поверхности пластины при продавливании ее через сужающееся коническое отверстие; 5. торможение разлетающегося после однократного ударного сжатия вещества на «жесткой стенке» - оконном материале; 6. генераторы многократного ударного сжатия и квазиизоэнтропического сжатия малоплотных сред. Для измерения скоростей разогнанных пластин и параметров сжатия малоплотных сред были использованы оптические базисная, интерферомет-рическая методики измерения скорости, бромоформная методика определения профиля генерируемого давления, емкостная методика измерения достигаемой при многократном ударно-волновом воздействии степени сжатия.

Наряду с обзором работ других авторов, посвященных созданию слоистых генераторов, здесь приводятся сведения об экспериментально-расчетной методике оптимизации трехслойной слоистой системы с целью достижения максимальной скорости метания при малом разогреве разгоняемого ударника, выполненной автором. Из ряда рассмотренных материалов ускоряемого ударника с использованием плексигласа в качестве легкосжимаемого слоя выбран молибден. Определены оптимальные толщины слоя плексигласа, молибдена, базы разгона при заданной толщине налетающего стального ударника (1.2, 0.1,1.4 соответственно).

Плавлению металла за проходящей ударной волной соответствует скачок массовой скорости и = Сво /Ь, где Озо, Ь - параметры представления зависимости скорости ударной волны (Э) от массовой скорости (и) вида: Э = Сво + Ь*и [6]. Использование вольфрама, молибдена, тантала в качестве материала ускоряемого ударника, а плексигласа в качестве материала легкосжимаемого слоя, позволяет достигать при вышеуказанных параметрах первой ударной волны скоростей в 4-5 Сво /Ь. Этого достаточно для перевода исходно сплошного материала при ударном сжатии в состояние, расширение из которого проходит вблизи критической точки перехода жидкость-пар (и Л 2.3 Озо /Ь) [6].

В двухступенчатом слоистом ускорителе с использованием ВВ в первой ступени ускорителя была достигнута скорость метания молибденового ударника толщиной 0.1 мм -12.8 км/с. В ней в первой ступени ускорителя ускоряющим был стальной ударник толщиной 2,5 мм, разгоняемый на базе 38 мм, в качестве первого промежуточного слоя применялось ВВ толщиной 5 мм.

Использование для цели высокоскоростного метания слоистой системы сталь - ВВ - сталь с толщиной слоев 2.92 мм - 6 мм - 0.98 мм позволило разогнать сталь до скорости 7.35 ±0.15 км/с (рис. 1). Слой бромо-

форма в кювете - 6 мм, скорость пластины стали толщиной 2.92 мм -5.07 км/с, база разгона - 5.78 мм, стальное днище толщиной 1.5 мм. Применение такого ударника при многократном сжатии водорода и гелия позволяет достигать давлений около 220 ГПа (см. главу 4).

Ж

О 200 СО 600 (ГО ЮОО

«.ге

Рисунок 1. Восстановленная скорость стального ударника толщиной, разогнанного слоистой системой

Полученное решение задачи о конструкции слоистого генератора состояний ударного сжатия в исследуемом материале, когда последующее расширение в волне разгрузки проходит через критическую точку перехода жидкость-пар не полностью решает задачу создания генераторов для изучения околокритических состояний. Для изменения конечных параметров расширения и использования в качестве материала-преграды гелия < заставляет осуществлять разгон в специальном сосуде, днище которого способно сохранять плоскую форму при высоких начальных давлениях. Применение гелия - оптически прозрачной преграды дает возможность проводить регистрацию интенсивности излучения поверхности расширившегося металла - что позволяет определить температуру расширившегося металла, а не только давление и скорость расширения. Тогда для генера-• ции давлений порядка 1 ГПа в гелии при скорости расширения металла 8 км/с необходимо начальное давление 5 МПа.

Уменьшение толщины ускоряемой фольги приводит к появлению влияния на конечные параметры состояния материала фольги процессов тепло-массообмена с материалом промежуточного слоя. Это позволило предложить новый газотермический способ генерации околокритических состояний перехода жидкость-пар для материалов с высокими значениями температуры кипения (глайа 3).

Ограниченная номенклатура имеющихся материалов и развитие численных методов моделирования делает возможным проведение тестиро-

вания предполагаемых вариантов слоистых ускорителей для конкретных целей выполняемых исследований.

Наиболее плотные состояния вещества при динамическом сжатии до одного и того же давления достигаются при изоэнтропическом осуществлении процесса [1]. Данный, режим сжатия позволяет определить свойства изучаемого вещества (водорода) во всех генерируемых состояниях начиная с начального давления до максимально достигаемого в одном эксперименте. Это обстоятельство удобно использовать- для. детектирования параметров фазовых превращений.

Для решения этой задачи был оптимизирован взрывной генератор встречного квазии-зоэнтропического сжатия водорода. Для приближения процесса многократного ударного сжатия к изоэнтропическому между днищем сборки и ударником располагался слой пено-полистирола.

На рис. 2 показаны результаты численного моделирования встречного сжатия слоя жидкого водорода толщиной 4 мм стальными ударниками толщиной 4.5 мм и скоростью 4.5 км/с при различной толщине стального днища и слое пе-

Рисунок 2. Встречное сжатие водорода. Результаты расчета термодинамических параметров сжатия для разной толщины стального днища; толщина слоя водорода - 4 мм; толщина слоя пены 10 мм. Скорость стальных ударников толщиной 4.5 мм - 4.5 км/с.

нополистирола плотностью 0.2 г/см3- 10 мм.

Оптимальной была выбрана сборка с толщиной днища 1.5 мм. При этом время удержания сжатого водорода получается порядка 100 не при давлении и температуре 650 ГПа и 3500 К соответственно. Температура водорода при изоэнтропическом сжатии от жидкого состояния до давле-

ния 650 ГПа составляет 2000 К, а при многократном ударном сжатии получается равной 6900 К. Таким образом, предложенная постановка эксперимента позволяет существенно понизить конечную температуру сжатия водорода по сравнению с многократным ударным сжатием и приблизиться к изоэнтропическому режиму.

Квазиизоэнтропическое сжатие в отличие от изоэнтропического режима предполагает наличие на профиле нарастающего давления малых ударных волн (рис.2), регистрируя которые можно проводить привязку текущих параметров с фазой сжатия. Это обстоятельство позволяет использовать для определения границ фазовых превращений (в нашем случае появление проводимости или скачка объема) часть записи регистрации параметров сжатия.

Максимальное давление сжатия водорода оказалось равно 600700 ГПа, что соответствует встречному удару двух стальных пластин летящих со скоростью 6-6.2 км/с каждая. Давление сжатия при встречном ударе стали по стали со скоростью 4.5 км/с существенно меньше -400 ГПа. Данный факт объясняется использованием промежуточных слоев пенополистирола и стали, что как и в случае слоистой системы, приводит к увеличению эффективной скорости полета ударника (днища кюветы).

Во второй главе представлены результаты определения ударной сжимаемости металлов и измерения скорости расширения ударносжатых металлов в воздух атмосферного давления. Полученные экспериментальные данные сведены в таблицу 1.

Эти результаты явились основой для построения широкодиапазонных полуэмпирических уравнений состояния [1,2], необходимых для физического описания интенсивных импульсных воздействий на материалы. Ниже приведены результаты анализа полученных данных, выполненного А.В. Бушманом.

Реализованные состояния вырожденной плазмы алюминия относятся к области параметров, где на основании ранее выполненных экспериментов был предсказан фазовый переход, вызванный резкой перестройкой электронной структуры при степенях сжатия р/ро ~2 [7]. Полученные данные не содержат указаний на какие-либо аномалии, которые можно было бы отнести за счет эффектов перераспределения электронов по оболочкам в процессе сжатия. Новые данные по сжимаемости алюминиевой плазмы разумно согласуются с расчетами по модели присоединенных плоских волн. Аналогичные выводы следуют также из выполненных расчетов ударной сжимаемости алюминия в мегабарном диапазоне давления по модифицированным моделям Хартри — Фока - Слэтера [8]. Анализ совокупности экспериментальных данных и измерений выполненной работы позволил описать ударную адиабату алюминия в широком интервале давлений и плотностей гладкой кривой (рис. 3).

На диаграмме энтропия-давление висмута рис. 4 отмечены полученные расчетным путем фазовые границы, нанесены изолинии параметра

кулоновской неидеальности Г= (4лп)1/2(е2/кТ)3/2 по плазменным расчетам согласно кольцевому приближению в большом каноническом ансамбле статистической механики для висмута, приведены изолинии степени ионизации а=пе/п. Конечные состояния при разгрузке в воздух на изоэнтропах лежат в области жидкой фазы, двухфазной парожидкостной смеси, квазиидеальной больцмановской плазмы с закритическими параметрами. Значение параметра неидеальности в этой области близко к единице. Степень ионизации висмута в этом состоянии (нижняя точка максимальной изоэнтропы) порядка 0,1.

Таблица 1. Параметры ударного сжатия и изоэнтропической разгрузки в воздух сплошных образцов металлов._

№ О, км/с 11н, км/с | Рн, ГПа р/ро Э Ов, км/с \Л/3, км/с Рэ, ГПа \М$-2ин, км/с

Алюминий

1 13,4 5,8 2,1 1,76 Э1 14,9 13,6 2,6 1,9

2 14,0 6,3 2,4 1,83 в2 16,5 14,9* 3,2 2,3

3 14,8 6,9 2,8 1,87 БЗ 18,7 16,9 4,1 3,1

4 15,5 7,2 3,0 1,88 Э4 19,1 17,2* 4,3 2,8

5 16,9 8,9 4,1 2,12 Э5 24,3 21,8 6,8 3,8

Медь

6 13,4 5,8 2,1 1,76 8,2 7,58* 0,077 2,9

7 14,0 6,3 2,4 1,83 9,3 8,52* 0,098 3,46

8 14,8 6,9 2,8 1,87 10,2 9,36 0,116 3,93

9 15,5 7,2 3,0 1,88 11,7 10,6 0,149 4,53

10 16,9 8,9 4,1 2,12 14,8 . 13,4 0,24 5,7

Висмут

11 7,25 3,93 2,8 2,18 11,3 10,26* 1,5 2,4

12 7,8 4,4 3,4 2,29 11.9 10,8 1,7 2,0

13 8,4 4,9 4,0 2,40 13,9 12,7 2,3 2.9

14 10,0 6,2 6,1 2,63 • 18,1 16,4 3,8 4,0

Титан

15 9,31 4,06 171 1,78 9,2 8,46* 0,096 0,34

16 10,15 4,8 220 1,9 11.2 10,16* 0,138 0,58

17 10,73 5,32 258 1,99 12,6 11,48* 0,175 0,94

18 11,58 6,07 313 2,1 14,9 13,48* 0,242 1,34

Расчет равновесных свойств такой плазмы выполняется с достаточной степенью надежности стандартными методами статистической физики. Это позволило по представленным данным осуществить выдвинутую Зельдовичем [6] идею получения полного термодинамического описания вещества на основе механических измерений. Полнота термодинамического описания здесь достигается благодаря возможности расчета энтропии для висмута в области неидеальной газовой плазмы - нижних точек изоэнтроп по плазменным моделям. Видно, что адиабатическая разгрузка из наиболее высокоэнергетического состояния В с энтропией

ББ = 0,74 Дж/г/К приводит к возникновению разреженной плазмы с параметрами а = 0,1, Г = 1 в конечном состоянии А.

Рисунок 3. Э — и-диаграмма алюминия. Точки — данные экспериментов: 1-5 - другие экспериментальные работы, 6 — настоящая работа. Линии — результаты расчетов: 7 — расчет по уравнению состояния А В. Бушмана, 8 — интерпретация данных сравнительных экспериментов по сжимаемости алюминия и кварцита, 9 — расчет по модели Томаса—4>ерми с квантовой и обменной поправками.

Р.

Рисунок 4. Энтропийная диаграмма висмута. М - Область плавления (при низких давлениях ввиду сложной картины структурных переходов в висмуте представлено плавление мета-стабильной фазы высокого давления (БМ), Я - линия равновесия жидкость-пар с критической точкой (СР), а - степень ионизации, Г -параметр кулонов-ской неидеальности т - ударные адиабаты образцов различной начальной пористости, Б -изоэнтропы расширения. Точки О - эксперимент, сплошные линии - расчет.

а, и

№

Вследствие изоэнтропичности течения расчетная энтропия БА должна быть приравнена энтропии ударносжатого висмута при мегабарных давлениях в состоянии В, что делает динамическую методику термодинамически замкнутой. Расчет по плазменной модели дал значение энтропии плазмы БА = 0,76 Дж/г/К, достаточно близкое к полученной по полуэмпирическому уравнению состояния величине ББ. ЭТОТ важный дополнительный способ контроля свидетельствует о правильности термодинамического описания состояний с экстремально высокими значениями тепловой энергии I и < позволяет путем небольшой корректировки по всем экспериментальным изоэнтропам получить исчерпывающее описание термодинамических характеристик висмута в обширной области фазовой диаграммы. Температура ,Т ударно-сжатого вещества, согласно [1, 6], при этом определяется на основании.термодинамического тождества, выражающего второе начало термодинамики; Т=(с1Е+Рс1У)/с1Б, где Е, Р, V известны из измерений кинематических-характеристик УВ для исходных состояний на

ударной адиабате двух соседних изоэнтроп разгрузки. При этом нет необходимости в знании абсолютных значений энтропии для этих изоэнтроп, достаточно знать разность ДБ.

Для бромоформа удалось расширить круг определяемых термодинамических данных температурой ударного сжатия, скоростью звука, теплоемкостью и величиной коэффициента Грюнайзена. Ударные волны в бро-моформе генерировались при соударении пластин из алюминия (сплав АМЦ), стали (12Х18Н10Т), меди или молибдена с экраном (днищем кюветы с бромоформом) из того же самого материала, что и ударник. Толщины экранов и ударников варьировались в пределах 0.1-2 мм. Ударяющие пластины разгонялись продуктами детонации флегматизированного гексо-гена. Для увеличения скоростей разгона использовались слоистые метательные системы, причем в случае тонких (0.3-0.6 мм) стальных или медных ударников — двухступенчатые, а молибденовых — трехступенчатые с разгоном последних ступеней в вакууме. Схема постановки экспериментов показана на рис. 5.

I. НС

Рисунок 5. Постановка экс- Рисунок 6. Экспериментальные (сплошные перимента: 1 — диафрагмиро- линии) и расчетные (пунктир) профили яркост-ванный световод; 2 — отра- ностной температуры T(t) волнового фронта жающая полусфера со светово- в бромоформе при ударах через стальной (адом (устанавливалась только в с) или молибденовый (d) экраны пластинами части опытов); 3 — окно; 4 — (из того же самого металла). разогнанными в бромоформ; 5 - лавсановые слоистых метательных устройствах до скоро-лленки; б - экран; 7 - ударник. стей 4 7 (а) 6 4 (b) 7 (с) и 8 6 (d) км/с; толщи.

ны ударников и экранов — 1 (а), 0.5 (Ь. с) и 0.1 (d) мм; точки отсчета времени для профилей Ь. с и d сдвинуты относительно а на 20о, 100 и 500 не соответственно.

Параметры создаваемых ударных волн определялись оптическим базисным методом по регистрациям интенсивности свечения фронта ударной волны в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне пирометром с волоконно-оптическим вводом излучения. В качестве фотоприемников

использовались кремниевые р-1-п-фотодиоды. Узкие спектральные интервалы задавались интерференционными светофильтрами с длинами волн в диапазоне 800-1000 нм. Временное разрешение было не хуже 2-5 не и ограничивалось, в основном, быстродействием пирометров. Регистрация сигнала проводилась с помощью осциллографов С9-4А и Тек^оп1х-644а.

Типичные экспериментальные записи излучения, пересчитанные в яр-костную температуру (для этого перед каждым экспериментом выполнялась процедура калибровки пирометра по эталонному источнику света — вольфрамовой ленточной лампе, расчет проводился по формуле Планка), представлены на рис. 6. По резкому падению интенсивности излучения ударно-сжатого бромоформа определяется момент догона ударного фронта волной разрежения, распространяющейся с тыльной стороны ударника.

Использование метода тонких пленок позволило получить также информацию о скорости ударной волны в бромоформе (О): натянутые в жидкости лавсановые пленки (5-7 мкм) давали отчетливо видные колебания яркости. Одинаковая форма пиков от первой и второй пленок сделала возможным, усреднив временные интервалы между характерными точками кривых, измерить О с точностью 1.5-2%, несмотря на относительно малые базы измерения (0.4-1 мм). Давление (Р), массовая скорость (и) и плотность (р) бромоформа за ударным фронтом рассчитывались с помощью известной 0-1/-зависимости.

Для нахождения излучательной способности е и истинной температуры бромоформа были проведены эксперименты по методике отражающей полусферы. В опытах использовались посеребренные полированные полусферы. Сигналы на каналах с полусферой и без нее отличались не более чем на 6 %, что лежит в пределах погрешности эксперимента; значение отбыло оценено равным 0.94 - 1, что практически не оказывает влияния на измеряемую температуру (отклонение не более 3 %). Погрешность измерений составила 6Т = 0.2-1 кК и определяется разбросом регистрируемых яркостных температур на различных длинах волн. Результирующую зависимость температуры ударно-сжатого бромоформа от интенсивности нагружения в диапазоне давлений Р = 50-200 ГПа можно указать в виде линейной аппроксимации Г = -0.088 +0.113Р (кК), а всю совокупность известных ранее и вновь полученных температурных данных - в форме квадратичной зависимости от массовой скорости:

Г = 0.293 + 0.424111 + 0.44691/2 (кК), в интервале и = 1.3-6.5 км/с.

Лагранжева скорость звука в бромоформе Са находится по известным промежуткам времени от момента входа ударной волны в бромо-форм до выхода тыльной волны разгрузки на контактную границу экран-образец т1 (расчетная величина) и до момента догона ударного фронта

То

волной разрежения гг (экспериментальное значение): Свг=Овг- -

Т2 -Т1

где йОт — скорость ударного фронта в бромоформе.

Влияние преломления тыльной волны разгрузки от веера характеристик разгрузки от гранки чтяы-^ппмпЛппм «цитувалось в квазиакусти-

См

ческом приближении: г I——

V Сг

di + di -cf2

, где С и DM - ла-ронта ударной волны в

L См Ом

гранжева скорость звука за фронтом и скорость с материале экрана и ударника; Сг — лагранжева скорость звука в области 2, где материал экрана разгрузился до параметров на контактной границе с бромоформом; d1 и d2 — толщины ударника и экрана.

Как показали результаты одномерного гидродинамического расчета процесса ускорения металлической пластины в слоистой метательной системе, при больших скоростях разгона (для стали — выше 5 км/с) становится существенным эффект неравномерности распределения удельной кинетической энергии и плотности по толщине ударника. Пластина при ускорении подвергается воздействию сложной комбинации волн сжатия и разфузки, и к моменту соударения ее более медленная тыльная часть становится чуть менее плотной, чем в исходном состоянии, а более быстрый слой вещества вблизи передней поверхности — значительно расширенным по сравнению с нормальной плотностью металла. Такой эффект неравномерного разлета (разогрева) ударника приводит к изменению характера наблюдаемого профиля нагружения — вместо быстрого установления стационарного уровня яркости свечения после выхода ударной волны из экрана в бромоформ (как в случае «холодного» ударника, рис. 6, а) наблюдается обусловленный воздействием компактной тыльной части ударяющей пластины продолжающийся рост интенсивности регистрируемого сигнала (температуры и давления) со временем (рис. 6, b-d). Численное моделирование взаимодействия разогнанного в слоистой системе ударника с экспериментальной сборкой экран-образец позволило найти величину ri. Вычисленная поправка для ri составила 515 % при разных скоростях ударника.

Весь массив экспериментальных точек, включая данные других работ, хорошо описывается единой квадратичной зависимостью Cs = 1.95 + 1.289C/-0.027L/2 (км/с) в интервале U = 1.5-6.5 км/с. Погрешность определения Cs , связанная с точностью измерения временных интервалов, составила 0.05-0.4 км/с. Отметим, что пренебрежение изменением плотности ударника в процессе разгона при анализе результатов измерений приводит к занижению Cs на 0.1-1.4 км/с.

А.А. Пяллингом и К.В. Хищенко на основании выполненных экспериментов были построены полуэмпирические полное и калорическое урав-

нения состояния бромоформа, подвергнутого интенсивному ударному сжатию. Это завершило создание методики измерения профиля импульса динамического давления с использованием бромоформа в качестве датчика.

т. юоо к

60001 ' о 001 0.01 01 <

Рисунок 7 - Фазовая диаграмма-свинца. Сплошные линии - расчет линии равновесия [1] жидкость - пар свинца с критической точкой (заполненный круг) и изэн-троп разфузки при различных давлениях ударного сжатия. Значками обозначены оценки параметров критической точки разными авторами.

В третьей главе .диссертации представлены результаты измерения температуры, давления и скорости расширения ударносжатых металлов в околокритической области параметров перехода жидкость-пар методом оптической пирометрии процесса расширения. Для сплошных образцов свинца давление состояний ударного сжатия достигало 100 ^1), 150 ^2), 180 ^3), 223 ^4), 265 ^5), 370^6) ГПа. Дополнительно изучены спектральные особенности оптического излучения свинца на адиабатах расширения из состояний ударного сжатия с давлением 223 и 265 ГПа. Результаты этих исследований позволили понять природу излучающего слоя и определить спектральные области, оптимальные для измерения температуры металла. Использование сплошных образцов свинца позволило избежать появления микроструй и неоднородностей возможных при сжатии пористых образцов.

Конечные параметры расширения задавались изменением начального давления гелиевой атмосферы, в которой выполнены эксперименты. Одновременно проводилась регистрация оптического излучения на различ-

ных длинах волн в диапазоне 0.5-1 мкм. В диапазоне скоростей до 12 км/с гелий является оптически прозрачным материалом, что позволило регистрировать свечение расширившегося свинца. Для вывода излучения из экспериментальной сборки использовались кварц-полимерные световоды. В ряде экспериментов над поверхностью образца на фиксированном расстоянии вместо диафрагмируемого стеклянного окна размещалась диф-фузно отражающая полусфера (латунь, покрытая гальванически осажденным серебром). Это дало возможность приблизить регистрируемое излучение к излучению абсолютно черного тела и, таким образом, измерять не только яркостную (без полусферы), но и истинную температуру образца, и степень его черноты.

Наличие термодинамических особенностей и фазовых переходов вызывает определенные трудности при интерпретации результатов экспериментов по исследованию расширения металлов в двухфазную область. Прежде всего, важно знать, насколько процесс расширения является термодинамически равновесным. Такую информацию можно получить путем исследования временных зависимостей измеряемых термодинамических параметров. В координатах давление-температура двухфазная область отображается кривой существования. Адиабаты разгрузки при наличии равновесия внутри двухфазной области должны продолжаться этой кривой в области более низких давлений.

В пирометрических измерениях основное внимание обращалось на три момента: а) определение давления вхождения адиабат расширения в двухфазную область параметров; б) проверка и обоснование равновесности конечных состояний расширения при их положении внутри двухфазной области; в) определение положения кривой сосуществования в Р-Т координатах при повышенных относительно нормального давлениях.

Результаты проведенных температурных измерений на изэнтропах свинца в окрестности кривой кипения нанесены на рис. 7. Зарегистрированы практически совпадающие значения яркостных температур. На рисунке 7 представлены также данные статических измерений насыщенных паров и результаты расчета температур на экспериментальных изэнтропах и кривой кипения, полученные по широкодиапазонному уравнению состояния свинца [1]. Сравнение экспериментальных данных с расчетными результатами согласно уравнению состояния, построенному на основе данных кинематических измерений [1], свидетельствует об их близости и подобии при давлениях Р> 3 МПа.

Вместе с тем при более низких давлениях наблюдается нарастающее отклонение экспериментально измеренных температур от расчетных и данных статических измерений. Это отклонение, находящееся вне пределов экспериментальной погрешности, связано с термодинамической неравновесностью процесса расширения в области низких давлений и малых плотностей. Измеренные из состояний ударного сжатия с Рн = 100 ГПа и Рн = 160 ГПа значения давлений входа в двухфазную область равны 0.3 МПа и 40 МПа, соответственно.

С целью выяснения вопроса о равновесности термодинамических состояний в двухфазной области проведено исследование процесса расширения свинца из начального состояния ударного сжатия при давлении 240 ГПа. Экспериментально показано, что при изоэнтропическом расширении свинца из различных начальных состояний Р = 160 ГПа, Р = 240 ГПа до одинакового конечного давления Р = 25 МПа измеренные значения температуры также совпадают и равны Т = 3700 К. Это свидетельствует о равновесности расширения свинца вблизи входа в двухфазную область параметров независимо от значения энтропии и является дополнительным доказательством наличия термодинамического равновесия в системе.

О 200 400 000 BOO О 2Q0 400 «00

Рисунок. 8. Результаты обработки осциллограмм регистрации оптического излучения на адиабате расширения S2.S3.

На рис. 8 приведены результаты регистрации оптического излучения на адиабатах расширения S2 с Рн = 150 ГПа (А, = 560 нм) и S3 с Рн = 180 ГПа {А. = 700 нм) соответственно при различных конечных Ps.

Результаты экспериментов на адиабатах расширения S2 и S3 выявили отклонение измеренной Us от предсказаний модели при малых давлениях (рис. 9), хотя при этом «нижний предел применимости метода изоэн-тропического расширения» увеличился на порядок при росте интенсивности воздействия. Скорости расширения на S4 и S5 в пределах ошибки выполненных экспериментов совпали с данными модели А.В. Бушмана.

Понижение интенсивности ударно-волнового воздействия приводит к реализации входа в двухфазную область со стороны металлической жид-

16

кости. Формирование состояний двухфазной области после выхода ударной волны на границу металл-гелий при снижении давления сопровождается не только объемным вскипанием, но и поверхностным испарением. При величине конечного давления расширения ниже давления насыщенных паров происходит смена режима испарения с диффузионного на конвективный. При этом происходит формирование слоя Кнудсена, волны конденсации и последующей волны расширения до состояний с давлением равным давлению ударно-сжатого гелия.

Рисунок. 9. А. Зависимость ^ от Ps для изоэнтроп S2 и S3. 1 - огибающая ^ соответствующих входу изоэнтроп расширения в двухфазную область; 2 -результаты полуэмпирического модели; 3 - экспериментальные точки; 4 - изотермическое расширение.

Б. Т-Рчдиаграмма свинца. 1,2 - экспериментальная и построенная по модели [1] бинодали свинца; 3, 4 - соответственные спинодали; 5, 6 - термодинамические параметры на выходе из слоя Кнудсена для Т** равной 4100 К и 3500 К; 7 - экспериментальные данные.

При ударно-волновом воздействии в момент выхода ударной волны на свободную поверхность металла наблюдается максимум температуры поверхности, так как затем металл охлаждается за счет поверхностного испарения в отличие от стационарных условий при лазерном воздействии. В начальный момент поток испаренного с поверхности вещества максимален. Затем, если конечное давление расширения было достаточно большим, чтобы реализовался дозвуковой режим расширения испаренных паров ^>0^*,), скорость поверхностного испарения уменьшается до нуля, и в системе реализуются равновесные параметры расширения. При достаточно высокой температуре расширившегося металла или малом начальном давлении газовой атмосферы реализуется звуковая скорость истекающего с поверхности потока пара.

В истекающем с поверхности паре при давлениях ниже кривой сосуществования может начаться процесс конденсации. Задача кинетики конденсации в волне разрежения была впервые рассмотрена Ю. П. Райзе-ром. Конечные состояния в двухфазной области за волной конденсации принимаются равновесными. При дозвуковой скорости втекающего в волну конденсации потока пара газодинамическая структура неустойчива. Процесс поверхностного испарения затухает. Кроме перечисленных газодинамических процессов с фазовыми переходами в исследуемой системе присутствуют процессы теплообмена на границах раздела металл - пар, двухфазная область металла - гелий.

Данная модель иллюстрируется временным ходом температуры (рис. 8) и Т - Р - диаграммой свинца в области давлений ниже 40 МПа (рис. 9). Там приведены также равновесные температуры, положение кривой сосуществования и паровой спинодали, полученные с помощью широкодиапазонного уравнения состояния А.В. Бушмана. На рис. 9 также представлена кривая сосуществования, построенная на основе выполненных экспериментов, паровая «кинетическая» спинодаль, построенная в рамках подхода Райзера. На ней показаны состояния на выходе из слоя Кнудсена при температурах поверхности 4100 и 3500 К, соответствующих температурам входа Б3 и Б2 в двухфазную область.

Видно, что в начальный момент отслеживается остывание поверхности металла за счет испарения. Равновесная температура достигается асимптотически после затухания процесса поверхностного испарения и релаксации температурных полей в металле и сосуществующем слое пара. При снижении давления нарастает наблюдаемое переохлаждение относительно модели УРС, достигая вблизи давлений резкого увеличения Us 350K на Б2 и 200К для Б3. Состояния пара на выходе из слоя Кнудсена оказываются близки к положению «кинетической» спинодали (рис. 9). При конечных параметрах в области перехода измеряемая температура близка к термодинамически равновесной в течение всего времени регистрации для сверхзвукового истекающего потока (Б2) и лишь в начальный момент для дозвукового режима истечения пара (Б3). При использовании данных по измерению скорости расширения в зависимости от конечного давления расширения и применимости для системы политропического уравнения состояния было найдено, что удельный объем после скачка скорости на Б2 соответствует 100 ± 10 см3/г, показатель политропы у=1.1 ±0.1. Это близко к равновесным параметрам насыщенного пара свинца при соответствующих давлениях.

При конечных давлениях расширения ниже 1-1.5МПа и ЮМПа соответственно на изоэнтропах из состояний 1.5Мбар и 1.8Мбар режим остывания описывается остыванием металлических капель для системы капля-пар с температурой капли равной Тт и температурой пара - 0.67Т(П. Эта температура является нижней границей полученных экспериментальных данных.

В качестве причины смены режима истечения нами было предложено рассматривать конденсацию переохлажденных паров металла, вызывающую развитие неустойчивости поверхности при воздействии на нее возникающих при конденсации волн сжатия. В этих условиях поверхность диспергирует и формируется «волна вскипания». Наблюдаемую величину скачка скорости расширения можно легко получить, если считать, что вся запасенная энергия идет на ускорение паровой фазы, а жидкая фаза имеет исходную скорость.

Выполненный анализ показал, что в рамках метода изоэнтропического расширения при учете процесса поверхностного испарения можно получать данные по температуре для бинодали и паровой спинодали металлов.

Рисунок 10; P-U диаграмма расширения пористого никеля. 1 - P-U диаграмма по измеренным скоростям ударных волн в гелии; 2 - U по результатам экспериментов; 3 - U из представлений по модели; 4 - U при ударном вскипании; 5,6 - средняя скорость капельных микроструй с начальным радиусом капель 2 цт и 0.2 цт; 7 - изотерма расширения Т=11000 К, исходящая из состояния с Р = 123 МПа; 8, 9-полиноминальная аппроксимация данных 2 и 1.

Измерения на изэнтропах из начальных состояний с давлениями 220 и 270 ГПа позволили с точностью ± 150 К определить температуру критической точки свинца - 5350 К. Для определения критической температуры использовался тот факт, что температуры на бинодали и спинодали в критической точке совпадают, а жидкостная слинодаль пересекает ось давлений при температурах 0.85-0.9 Т«р. Для определения давления критической точки использованы данные на изэнтропе из состояния с Рн = 270ГПа. Полученное значение Р«р = 0.215 ГПа ± 0.03 ГПа хорошо согласуется с результатами [и (Р«р=0.238 ГПа, Т^ = 5550К).

э

♦ 1

-7

8

10 12 14 16 ' 18 20

и, кш/з

Для генерации состояний вблизи критической точки олова с помощью имеющихся взрывных систем использовался процесс интенсификации тепломассообмена с ударно-сжатым гелием. Тепломассообмен на границе расширенный метал - горячий ударно-сжатый гелий может приводить к перегреву металла вплоть до температур близких к его температурам предельного перегрева при заданном давлении (жидкостная спинодаль). Ударного сжатия до 220 ГПа и последующего нагрева горячим гелием оказалось достаточным для реализации состояний, относящихся к критической точке перехода жидкость-пар олова. Отметим, что при однократном ударном сжатии сплошных образцов олова необходимо достичь давления 500 ГПа для попадания при расширении в состояние критической точки перехода жидкость-пар. К недостатку такого метода генерации критических состояний следует отнести зависимость степени нагрева олова от температуры ударно-сжатого гелия, которая в первую очередь зависит от скорости расширения исследуемого металла после ударного сжатия.

Изучение околокритических состояний никеля и молибдена было выполнено с использованием пористых образцов.

Измеренная адиабата расширения никеля показана на рис. 10. Сравнение с результатами имеющегося уравнения состояния демонстрируют большое различие результатов ниже давления 123 МРа, соответствующего измеренному давлению входа в двухфазную область.

График демонстрирует хорошее согласие модели взрывного вскипания с данными эксперимента и существенное отличие от равновесной модели расширения, а также модели изотермического расширения.

При изучении околокритических состояний вольфрама был разработан оригинальный газотермический метод генерации околокритических состояний. Основная идея газотермического метода заключается в использовании для импульсного нагрева фольги изучаемого материала тепла гелия, полученного при его многократном ударном сжатии. Уровень давления при импульсном нагреве фольги определяется давлением однократно ударно-сжатого гелия и рассчитывается по скорости ударной волны в нем после окончания ускорения фольги. Рассчитанная температура ударно-сжатого гелия по плазменной модели оказалась ниже измеренной в эксперименте. При повышении генерируемого давления вольфрам все более эффективно охлаждается однократно сжатым гелием. Это ведет к уменьшению значения температуры в точке перегиба при давлениях выше

Точка пересечения линий аппроксимации температур жидкостной спи-нодали и значений для точки перегиба при больших давлениях определяет величину Т,ф и Ркр.

В экспериментах наблюдается высокий пик максимально достигаемых яркостных температур Тяр, ранее отмеченных вблизи Р^ для свинца, никеля и молибдена. Результаты экспериментов, выполненных с вольфрамом, показаны на Р-Т диаграмме (рис. 11). Из нее мы можем оценить Ркр-0.58 ± 0.05 ГПа, 1"^=13660 ± 800 К.

О ----1 —6

О , о, / N \ V 2 ф 3 ----7

/ / / / / / /о / < чоа о 4 В 5 ........9 V V

0'° ____________ .:£,„Г*-V

/

- V V

/ у

0,0 0,4 0,8 12 1.6

Р.вРа

Рисунок 11. - Р-Т диаграмма вольфрама. 1 - положение фазовых границ, предсказываемое существующей моделью уравнения состояния; 2 - оценки положения критической точки; 3 - температура ударно-сжатого гелия согласно плазменной модели; 4 - максимально экспериментально достигаемая температура Тяр; 5 - температура точки перегиба; 6,7,9- аппроксимации 5, 4, 3; 8 - положение жидкостной спинодали для экспериментально определенной критической точки в рамках модели Ван-дер-Ваальса.

В отличие от метода омического нагрева в предложенном методе генерации околокритических состояний перехода жидкосты-пар не требуется наличия электрической проводимости изучаемого металла в начальном состоянии. Метод является универсальным для исследования поведения металлов при высокотемпературном испарении.

Параметры критической точки перехода жидкость-пар изученных металлов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

/ РЬ вл N1 Мо \Л/

Ркр. ГПа 0.215 ±0.03 0.25 ±0.02 0.9 ±0.1 0.87 ±0.1 0.58 ± 0.05

Тко.К 5350±150 7850 ± 200 9100 ±200 13400 ±700 13660 ±800

В четвертой главе диссертации рассмотрены вопросы экспериментального изучения поведения при многократном ударном сжатии в мега-барном диапазоне давлений водорода, гелия, смеси гелий-водород, соответствующей составу атмосферы Юпитера, азота. В этих условиях происходит переход изученных сред в проводящее состояние, что представляет значительный общефизический, а также прагматический интерес для аст-

рофизики, физики планет-гигантов и перспективных энергетических приложений [и.

Известно, что плазму можно получить не только с помощью сильного разогрева до температур, сравнимых с потенциалом ионизации I ~ квТ, но и с помощью сильного сжатия, когда размер атома оказывается сравним с

— 1/3 V V

межчастичным расстоянием га-па путем, так называемой, «холодной» ионизации или ионизации «давлением». И если процессы термической ионизации изучены сегодня достаточно детально [1], то исследование ионизации давлением является значительно более сложным делом, т.к. речь идет о «холодном» (квТ « I) сжатии вещества до мегабарных давлений и плотностей, значительно превосходящих (нормальные) твердотельные. В этих условиях реализуется сильное межчастичное взаимодействие (неидеальность), электронные оболочки атомов и молекул перекрываются, а характерный уровень электропроводности сопоставим с металлическим.

Использование техники мощных ударных волн для сильного сжатия сопровождается ростом необратимого разогрева вещества. Влияние плотностных эффектов на ионизационное равновесие в этих экспериментах выражено не слишком рельефно на фоне развитой термической ионизации и описывается различными моделями снижения потенциала ионизации. Следует отметить, что ряд теоретических моделей при их экстраполяции в сильно неидеальную область теряют термодинамическую устойчивость, что связывается с плазменным фазовым переходом первого рода.

Естественно, что для разде-

На рис. 12 показана экспериментальная сборка для изучения свойств водорода при многократном ударном сжатии. Она представляла собой алюминиевый контейнер (1) со стальным днищем (2) толщиной около 1 мм. Сборка заполнялась водородом после откачки через патрубки газовакуумной системы (3). Газообразный водород (4) при начальной темпе-ратуреТо = 77.4 К и давлении 6 0, 9.6 МПа (при этом для охлаждения использовался жидкий азот (5), заливаемый в контейнер из пенополистиро-

ления плотностных и термических эффектов ионизации следует стремиться уменьшить эффекты необратимого разогрева (квТ « I), осуществляя квазиизо-энтропическое сжатие. В настоящей работе с этой целью сжатие вещества осуществлялось последовательностью прямых и отраженных ударных волн, возникающих в результате их реверберации в плоской геометрии.

12 13 11 9

Рисунок 12. Схема опытов по одновременной оптической и электрической диагностике свойств жидкого водорода при многократном ударном сжатии

ла (6)) а также жидкий водород (4) при То = 20.4 К и нормальном давлении (в этом случае для охлаждения дополнительно использовался жидкий водород (7) заливаемый в контейнер из пенополистирола (8)) сжимался при ударе о днище сборки пластиной нержавеющей стали толщиной 1.51 мм и диаметром 30 мм (9), разогнанной в откачиваемом стальном канале (10) продуктами детонации заряда конденсированного ВВ (11) до скорости 5.2 - 6.1 км/с. Сапфировое окно (12) диаметром 20 мм и толщиной до 5 мм наклеивалось к верхнему днищу алюминиевого контейнера, закрывая оверстие в нем диаметром 10 мм.

А Б

Рисунок 13. А Р - и и р-и диаграммы сжатия водорода до 123 ГПа Рисунок 13. Б Р-и диаграмма процесса сжатия гелия до 114 ГПа. 1 -ударная адиабата сапфира, 2,3- изоэнтропы стали; 4 - 12 - результаты расчета процесса сжатия по законам сохранения; 13- результаты гидродинамического моделирования.

Для измерения сопротивления была использована схема с двумя электродами в режиме протекания в цепи шунт и параллельно подсоединенный сжимаемый слой водорода постоянного тока. В центральной части сапфирового окна сверлились два отверстия, одно из которых затем заполнялось индием, а во второе дополнительно вводился медный электрод (13). Индий имеет динамическую сжимаемость практически равную динамической сжимаемости сапфира, и поэтому его граница с водородом

при сжатии совпадает с границей сапфир-водород. Земляной электрод был выдвинут внутрь слоя водорода на 0.5 - 0.8 мм, а по выходе из отверстия электрически соединялся с корпусом сборки. Расстояние между центрами электродов было 4-6 мм, а диаметры электродов - 0.35 -1 мм. Оба электрода соединялись через шунт из манганиновой фольги (14). Схема запитывалась током за 5-10 цс до начала процесса сжатия. В процессе сжатия регистрировалось изменение падения напряжения на шунте, подсоединенном через сигнальный кабель (15), цифровым, осциллографом Tektronix-TDS 744. Одновременно с помощью пояса Роговского проводилась запись протекающего тока. Торец диафрагмы кварц-кварцевого световода (16) диаметром 0.4 мм, располагался в центральной части внешней поверхности сапфирового окна на удалении от центрального «сигнального» электрода 3-5 мм. Через него проводилось наблюдение интенсивности оптического свечения в процессе сжатия с площадки с диаметром около 2 - 3 мм вблизи поверхности сапфира. При изучении поведения гелия и смеси гелий-водород была использована схема измерения сопротивления с двумя потенциальными и одним земляным электродами, что позволило регистрировать времена распространения волн по сжимаемому слою на поздних стадиях сжатия.

Процесс сжатия водорода моделировался в рамках одномерного гидродинамического кода с модифицированным для учета вклада внутренних молекулярных колебаний и диссоциации уравнением состояния водорода, описанной в работах В.Д. Урлина. Для моделирования поведения гелия и азота использовались соответствующие полуэмпирические уравнения состояния М. Росса.

Сравнение результатов моделирования процесса сжатия и расчета генерируемых состояний из кинематических измерений для водорода и гелия приведены на рис. 13. Видно нарастающее отличие рассчитываемых численно и вручную параметров сжатия при росте давления сжатия. Это не позволяет определять конечную достигаемую плотность с точностью лучше 20%. Ошибка определения конечного давления оценивается в 3-5%.

На рис. 14 приведены измеренные зависимости уровня проводимости водорода и гелия от плотности в процессе многократного ударного сжатия исходно жидких и газообразных образцов. Для водорода полученные результаты близки к результатам измерения проводимости в плоскости, параллельной плоскости фронта ударной волны (группа Неллиса), в то время как они дают значение проводимости в направлении перпендикулярном плоскости фронта волны. Это позволяет говорить об объемном характере измеренной проводимости. Измеренный уровень проводимости может быть связан с более низким уровнем плотности и давления при температуре близкой к пиковому ее значению (линия 1 на рис. 15), оставаясь примерно постоянным при более высоких плотностях и давлениях. При росте скорости налетающего ударника и постоянной начальной плотности водорода резкий рост проводимости происходит при меньшем дав-

лении и связан с большей достигаемой при этих давлениях сжатия значением температуры.

А

Б

Рисунок 14. Зависимость логарифма электрической проводимости водорода (А) и гелия (Б) от плотности в процессе многократного ударного сжатия.

А. Пунктирными линиями выделены границы диапазона плотностей при которых начинается рост проводимости. Заполненные значки относятся к процессу сжатия исходно жидких образцов, пустые - к сжатию исходно газообразных образцов. 8 - данные группы Неллиса.

Б. 1 - данные нескольких экспериментов, 3-5 траектории для одиночных экспериментов, 2 - аппроксимация результатов всех опытов

Результаты измерений проводимости гелия в зависимости от плотности показаны на рис. 15. Реализован широкий диапазон генерируемых состояний: плотности до 1.5 г/см3, темпе р~ (1-20)*103 К при давлениях ^ 150 ГПа и при электронной концентрации до - 102г см'3 При максимальных параметрах сжатия плазма является вырожденной пвХ3 ~ 50 и сильно неидеальной по отношению к Кулоновскому взаимодействию Г= Ек/Ер~ 10 и межатомному взаимодействию Г„= пага -1. Электрическая проводимость плазмы возрастает на три порядка в достаточно узком диапазоне плотностей (р-0.7-1.25 г/см3), достигая величины около Ю31/0/см, типичной для жидких металлов.

Термодинамические параметры гелия рассчитывались В.Б. Минцевым в рамках химической плазменной модели [1], Радиус г=1.8 ат.ед. был выбран для достижения согласия с измеренной адиабатой ударного сжатия жидкого гелия. Для расчета проводимости использовалось т-приближение. Результаты вычислений для трех изотерм с температурой 10 кК, 20 кК, 30

кК в зависимости от плотности показаны на рис. 15. При низких температурах уменьшение проводимости с ростом плотности сменяется ее ростом, начиная с некоторого значения плотности. Основная причина этого явления - так называемая "ионизация давлением", которая наблюдается при больших плотностях. С ростом температуры этот эффект становится менее заметным и исчезает при высокихЛтёмпературах. Наиболее простое приближение Дебая-Хюккеля дает фазовый. переход при плотности -0.1 г/см3 (линия 5).

Рисунок 15. Зависимость проводимости гелия от плотности: 1 - результаты данной работы; 2,3 - результаты других авторов, 4 - модель идеальной плазмы; 7 -изотермы проводимости.

Многократное ударное сжатие смеси гелий-водород с использованием трех электродов для измерения сопротивления сжимаемого слоя позволило определить уровень конечной проводимости (I) смеси при высоких давлениях, а также установить положение границы перехода атмосферы в проводящее состояние на основе одних электрических измерений. Уже после третьей ударной волны была зарегистрирована проводимость на уровне 0.4 1/0м/см (Р=26.5 ГПа, р=0.365 г/см3, Т=4380 К, рис. 16). После прохождения 4-й волны проводимость возрастает на 2 порядка до 55 1/Ом/см (Р=51.7 ГПа, р=0.494 г/см3, Т=4940 К). Учет влияния индуктивности увеличивает этот уровень в два раза. Дальнейшее сжатие до 0.8 г/см3 приводит лишь к двухкратному увеличению уровня проводимости.

Данные факты подтверждают определяющую роль водорода в процессе перехода атмосферы Юпитера в проводящее состояние.

Экспериментальное исследование свойств азота имело целью получение дополнительной информации, необходимой для описания его ано-

26

мальных свойств, обнаруженных при наблюдении двухкратного сжатия азота. В экспериментах первой серии наблюдался процесс слияния волн в процессе сжатия слоя азота двумя ударными волнами одного направления с растущей амплитудой давления и догон фронта ударной волны тыльной волной разгрузки. Во второй серии экспериментов наблюдался процесс квазиизоэнтропического многократного ударного сжатия азота до 130 ГПа. Принципиальная схема постановки экспериментов первой серии приведена на рис. 16, а регистрируемые в экспериментах профили температуры - на рис. 17.

Tme Tine

Рисунок 16. Две схемы проведения экспериментов для измерения оптической < плотности и температуры однократно и двухкратно сжатого азота. Профиль давления в азоте на некоторый момент времени в процессе сжатия. Профили температуры, регистрируемые в случае непрозрачного и полупрозрачного материала.

Рисунок 17. Постановка А. Экспериментальные данные, температуры за фронтом ударной волны и предсказываемое поведение наблюдаемого профиля температур. Эксперименты в постановке В. Экспериментальные данные, рассчитанные профили температуры фронта ударной волны и наблюдаемой температуры.

Во второй серии экспериментов наряду с интенсивностью оптического излучения проводилась регистрация сопротивления сжимаемого слоя. Пластины нержавеющей стали толщиной 4.5 мм ускорялись взрывным ускорителем до скоростей 4.18,4.78 км/с для создания конечных давлений сжатия соответственно 108 и 129 ГПа. Начальные толщины слоев пенопо-листирола, стального днища, азота и сапфира были соответственно около 8, 2.5, 0.5, 5.15 и 9, 2, 1, 5.15 мм. На рис. 18,19 показано изменение плотности, давления, температуры при сжатии азота начальной плотности р = 0.808 г/см3 в условиях выполненных экспериментов. Экспериментальные записи и результаты выполненного моделирования совмещены по времени на момент выхода ударной волны на свободную поверхность сапфирового окна.

Рисунок 18. Полученный из экспериментов профиль яркостной температуры, наблюдаемый при при сжатии слоя жидкого азота (1а, 2а), а также профиль электрического сигнала, используемый для расчета сопротивления слоя (4а). Для сравнения приведены профили рассчитанных температур (За, 4а), плотности (5Ь), давления (6Ь) (первый эксперимент).

Рисунок 19. Полученный из экспериментов профиль яркостной температуры, наблюдаемый при сжатии слоя жидкого азота (1а, 2а), а также профиль электрического сигнала, используемый для расчета сопротивления слоя (6а, 6Ь). Для сравнения приведены профили рассчитанных температур (За, 4а, 5а), плотности (7ь),давления (8Ь) (второй эксперимент)..

Использование имеющейся модели уравнения состояния азота [9] оказалось достаточно для описания процесса слияния волн. Показано, что

переход в проводящее состояние азота при квазиизоэнтропическом сжатии происходит при плотностях от 3.15 до 3.4 г/см3, при этом температура азота - около 3000 К. Процесс появления электрической проводимости сопровождается уменьшением скорости роста регистрируемой температуры.

ВЫВОДЫ

На основании материала изложенного в диссертации можно сделать следующие основные выводы:

1. Разработанные взрывные устройства для генерации широкого спектра состояний неидеальной плазмы при интенсивном однократном и многократном ударном сжатии, а также при расширении из ударно-сжатых состояний и развитые методы экспериментального определения термодинамических, электрических, оптических свойств генерируемой плотной плазмы позволили провести измерения параметров плазмы металлов, водорода, гелия, азота, смеси гелия-водорода при протекании превращений жидкость-пар, изолятор - плотная неидеальная плазма.

2. Экспериментально определена ударная сжимаемость меди, алюминия, висмута в диапазоне давлений ударного сжатия до 400-600 ГПа. Измерены параметры расширения в воздух из состояний интенсивного ударного сжатия меди, алюминия, висмута, титана. Измерены температура и величина скорости звука при ударном сжатии бромоформа до 50-200 ГПа. Разработана методика использования бромоформа для определения профиля импульса давления взрывных генераторов.

3. Впервые методом оптической пирометрии изучены термодинамические и оптические свойства плотной плазмы пяти металлов (свинец, олово, никель, молибден, висмут) в околокритической области при изоэнтропическом расширении из ударно-сжатого состояния. Оценено критическое давление и температура перехода. жидкость-пар для свинца, олова, никеля, молибдена.

4. Определены условия формирования волны вскипания перегретой жидкости при нахождении конечных состояний расширения внутри двухфазной области для исходно сплошных и пористых образцов. Дальнейшее увеличение массовой скорости материала при уменьшении давления задается уравнениями для ударного скачка, с пространственным разделением жидкой и паро-капельной фаз расширенного материала.

5. Для экспериментального определения фазовых границ перехода жидкость-пар предложен газотермический способ генерации околокритических давлений и температур, когда быстрый изобарический нагрев изучаемого вещества происходит в процессе плоского высокоскоростного метания его фольги в гелиевой атмосфере. Оценено критическое давление и температура перехода жидкость-пар для вольфрама.

6. Проведены одновременные измерения термодинамических, электропроводящих и оптических свойств водорода, гелия, азота, смеси гелий-водород, соответствующей составу атмосферы Юпитера, при много-< кратном ударном сжатии до 100 - 230 ГПа. Определены условия пере-' хода в проводящее состояние изученных веществ.

Проведенный комплекс исследований, представленный в диссертации, выполнен при постоянной идейной и практической поддержке академика В.Е. Фортова, которому я выражаю свою глубокую благодарность. Разнообразие решаемых в диссертации задач в первую очередь определялась широтой его научных интересов.

Неоценимую помощь при выполнении работы оказали своим профессиональным мастерством и человеческим участием А.С. Филимонов, А.А. Пяллинг, Н.А. Афанасьев, СВ. Квитов, Д.Н. Николаев, И.В. Ломоносов, К.В. Хищенко, А.Н. Емельянов, М.И. Кулиш, М.Е. Лебедев, В.Г. Агеев, А.А. Леонтьев, В.Г. Султанов.

Хочу поблагодарить за постоянное участие и помощь ушедших

A.В. Бушмана, В.Е. Беспалова.

Я выражаю свою признательность за неоценимую помощь при теоретическом рассмотрении затронутых в работе вопросов В.К. Грязнову,

B.Б. Минцеву, А.Л. Ни.

Содружество с большими исследовательскими коллективами из разных научных организаций - ИТЭС РАН, ИОФ РАН, ВНИИЭФ, ИХФ РАН -стимулировало и поддерживало проводимые изыскания. Здесь мне хотелось бы поблагодарить М.В. Жерноклетова, И.К. Красюка, В.И. Вовченко, Г.И. Канеля, А.А. Ликальтера, П.Р. Левашова, И.М. Воскобойникова, М.Ф. Гогулю, А.Ю. Долгобородова.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Фортов В.Е., Якубов И.Т. Неидеальная плазма. - М.: Энергоатом-издат, 1994.-368 с.

2. Агурейкин В.А., Анисимов СИ., Бушман А.В.,Канель Г.И., Разоренов СВ. и др. Теплофизические и газодинамические проблемы противометеоритной защиты космического аппарата "Бега" // ТВТ. - 1984. - Т. 22. - № 5. - С. 964 - 983.

3. Николаев Д.Н., Пяллинг А.А., Хищенко К.В., Терновой В.Я., Фортов В.Е. Термодинамические свойства бромоформа при высоких давлениях // Химческая физика. - 2000. - Т. 19. № 10. - С. 98-108.

4. Ударно-волновые явления в конденсированных средах / Ка-нель Г.И., Разоренов СВ., Уткин А.В., Фортов В.Е. - М: Янус-К, 1996.-402 с.

5. Методы исследования свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках / Ю.В. Батьков, В.А. Борисенок, В.М. Бель-ский и др.; под ред. М.В. Жерноклетова - Саров: ФГУП РФЯЦ-ВНИИЗФ. 2003. - 403 с.

6. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. - Москва: Наука, 1966. -686 с.

7. Альтшулер Л.В., Калиткин Н.Н., Кузьмина Л.В., Чекин Б.С. Ударные адиабаты при сверхвысоких давлениях // ЖЭТФ. - 1977. - Т. 31. -№12.-С.317-325.

8. Никифоров А.Ф., Новиков В.Г., Уваров В.Б. Квантово-статистические модели высокотемпературной плазмы и методы расчета росселандовых пробегов и уравнений состояния. - М.: Физико-математическая литература, 2000 - 400 с.

9. Ross M. The dissociation of dense liquid nitrogen // Journal of Chemical Physics. - 1987. -Vol. 86. - No. 12. - P. 7110-7118.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Бушман А.В., Красюк И.К., Пашинин П.П., Прохоров A.M., Терновой В.Я., Фортов В.Е. Динамическая сжимаемость и термодинамика плотной плазмы алюминия в мегабарном диапазоне давлений // Письма в ЖЭТФ. - 1984. - Т. 39. - № 8. - С. 341-343.

2. Терновой В.Я. Струеобразование при сжатии плазмы в остроугольной геометрии // ЖПМТФ. - 1984. - № 5. - С. 68-73.

3. Бушман А.В., Глушак Б.Л., Грязное В.К., Жерноклетов М.В., Кра-сюк И.К., Пашинин П.П., Прохоров A.M., Терновой В.Я., Филимонов А.С., Фортов В.Е. Ударное сжатие и адиабатическая разгрузка плотной плазмы висмута при экстремальных концентрациях тепловой энергии // Письма в ЖЭТФ. - 1986. - Т. 44. - № 8. - С. 375-377.

4. Глушак Б.Л., Жарков А.П., Жерноклетов М.В., Терновой В.Я., Филимонов А.С., Фортов В.Е. Экспериментальное изучение термодинамики плотной плазмы металлов при высоких концентрациях энергии // ЖЭТФ. - 1989. - Т. 96. - № 4 (10). - С. 1301-1318.

5. Агеев В.Г., Бушман А.В., Кулиш М.И., Лебедев М.Е., Леонтьев А.А., Терновой В.Я., Филимонов А.С., Фортов В.Е. Термодинамика плотной плазмы свинца в окрестности кривой высокотемпературного кипения // Письма в ЖЭТФ. - 1988. - Т. 48. - № 11. - С. 608-611.

6. Квитов СВ., Бушман А.В., Кулиш М.И., Ломоносов И.В., Полищук А.Я., Семенов А.Ю., Терновой В.Я., Филимонов А.С., Фортов В.Е. Измерение радиационных характеристик плотной плазмы висмута при ее адиабатическом расширении // Письма в ЖЭТФ. - 1991. - Т. 53. - № 7. - С. 338-342.

7. Fortov V.E., Lebedev M.E., Ternovoi V.Ya. Residual temperature measurements of the shocked lead by the fast pyrometer // Rev. Gen. Therm. Fr. - 1992. - No. 371. - P. 589-591.

8. Ternovoi V.Ya., Fortov V.E., Filimonov A.S., Kvitov S.V., Lebedev M.E., Nikolaev D.N. Experimental study of lead thermodynamics at near critical point parameters // Physics of Strongly Coupled Plasmas / Ed. By W.D. Kraeft, M. Schlanges. Singapore: World Scientific Publishing Co. Re. Ltd., 1996.-P. 119-124.

9. Ternovoi V.Ya., Fortov V.E., Kvitov S.V., Nikolaev D.N. Experimental study of lead critical point parameters // Shock Compression of Condensed Mat-ter-1995 / Eds. S. С Schmidt, W. С Tao. - AIP Press: New York, 1996. -Parti.-P. 81-84.

10. Пяллинг А.А., Грязное В.К., Квитов СВ., Николаев Д.Н., Терновой В.Я., Филимонов А.С., Фортов В.Е., Дорник М., Хоффман Д.Х.Х., Штокль К., Спектральные особенности оптического излучения околокритических состояний свинца // Теплофизика высоких температур. - 1998. - Т. 36. -№1.-С. 33-38.

11. Ternovoi V.Ya., Filimonov A.S., Fortov V.E., Lomonosov I.V., Nikolaev D.N., Pyalling A.A. Investigation of tin thermodynamics in near critical point region // Shock Compression of Condensed Matter - 1997 / Eds. S.C.Shmidt, D.D.Dandekar, J.W.Forbes. - NewYork: AIP Press, 1998. - P.87-90.

12. Ternovoi V.Ya., Fortov V.E., Filimonov A.S., Kvitov S.V., Nikolaev D.N., Pyalling A.A., Gordon Yu.E. Liquid-vapor phase boundary determination by dynamic experimental method // High Temperatures-High Pressures. -2002. - Vol. 34. - P. 73-79.

13. Nikolaev D.N., Filimonov A.S., Fortov V.E., Lomonosov I.V., Ternovoi V.Ya. Mechanical properties of preshocked sapphire driver // Shock Compression of Condensed Matter — 1997 / Ed. By S.C. Schmidt, D.P. Dandekar, J.W. Forbes. - New York: AIP Press, 1998. - P. 509-512.

14. Nikolaev D.N., Temovoi V.Ya, Pyalling A.A., Filimonov A.S. Near-Critical-Point Thermodynamics from Shock Experiments with Porous Ni Samples // International Journal of Thermophysics. - 2002. - Vol. 23. - No. 5. - P. 1311-1318.

15. Емельянов А.Н., Пяллинг А.А., Терновой В.Я. Изучение околокритических состояний молибдена методом изоэнтропического расширения // Вещества, материалы и конструкции при интенсивных динамических воздействиях / Под ред. А.Л. Михайлова. - Сэров: ВНИИЭФ, 2003. - С. 132-137.

16. Ternovoi V.Ya., Filimonov A.S., Fortov V.E., Kvitov S.V., Nikolaev D.N., Pyalling A.A. Thermodynamic properties and electrical conductivity of hydrogen under multiple shock compression to 150 GPa // Physica B. - 1999. -Vol.265.- P. 6-11.

17. Фортов В.Е., Терновой В.Я., Квитов СВ., Минцев В.Б., Николаев Д.Н., Пяллинг А.А., Филимонов А.С. Электропроводность неидеальной плазмы водорода в мегабарном диапазоне динамических давлений // Письма ЖЭТФ. -1999. - Т. 69. № 12. - С. 874-878.

18. Николаев Д.Н., Пяллинг А.А., Хищенко К.В., Терновой В.Я., Фортов В.Е. Термодинамические свойства бромоформа при высоких давлениях // Химческая физика. - 2000. - Т. 19. № 10. - С. 98-108.

19. Temovoi V.Ya., Filimonov A.S., Pyalling A.A., Mintsev V.B., Fortov V.E. Thermophysical properties of helium under multiple shock compression // Shock Compression in Condensed Matter - 2001 / Ed. by M. D. Furnish, N.N. Thadhani, Y. Horie. - Melville, New York: AIP Press, 2002. - Vol. 1. -P. 107-110.

20. Pyalling A.A., Ternovoi V.Ya., Filimonov A.S. Temperature measurements of single and double shock compressed liquid nitrogen in overtaking shock wave configuration // Shock Compression in Condensed Matter - 2001 / Ed. by M. D. Furnish, N.N. Thadhani, Y. Horie. - Melville, New York: AIP Press, 2002. - Vol. 1. - P. 95-98.

21. Терновой В.Я., Пяллинг А.А., Филимонов А.С. Определение термодинамических свойств водорода при плоском квазиизоэнтропическом сжатии до 400 ГПа // Вещества, материалы и конструкции при интенсивных динамических воздействиях / Под ред. А.Л. Михайлова. - Сэров: ВНИИЭФ, 2003. - С. 104-108.

22. Фортов В.Е., Терновой В.Я., Жерноклетов М.В., Мочалов М.А., Михайлов А.Л., Филимонов А.С, Пяллинг А.А., Минцев В.Б., Грязное В.К., Иосилевский И.Л. Ионизация давлением неидеальной плазмы в мега-барном диапазоне динамических давлений // ЖЭТФ. - 2003. -Т. 124.-№2.-С. 288-309.

23. Терновой .В.Я., Квитов СВ., Пяллинг А.А., Филимонов А.С, Фортов В.Е., Экспериментальное определение условий перехода в проводящее состояние атмосферы Юпитера // Письма ЖЭТФ. - 2004. - Т. 79. № 1 . - С. 8-11.

Терновой В.Я.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ СВОЙСТВ ПЛОТНЫХ СРЕД ПРИ ИНТЕНСИВНОМ УДАРНО-ВОЛНОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Сдано в набор 19.04.04 г. Подписано в печать 06.05.04 г. Печать офсетная. Формат 60x90 1/16. Объем 2 п.л. Гарнитура «Ариал». Зак. 127. Тир. 100.

Издательская лицензия № 03894 от 30 января 2001 г.

Подготовлено и отпечатано в редакционно-издательском отделе ИПХФ РАН

142432, г. Черноголовка Московской обл., пр-т Академика Ч ц П?ИР"ПП!1 А

Введение

Глава 1. Взрывные гидродинамические методы генерации и методы исследования высокоэнергетических состояний

1.1. Введение

1.2. Взрывной генератор "прямоугольного" импульса давления

1.3. Слоистые метательные системы

Генераторы интенсивных ударных волн, использующие эффекты кумуляции энергии при схождении волн и потоков

1.5. Отработанные взрывные генераторы высокоэнергетических состояний

1.6. Генераторы плоского квазиизоэнтропического сжатия; емкостная методика диагностики процесса сжатия

1.7. Выводы главы

Глава 2. Определение свойств веществ при однократном ударном сжатии и последующем расширении в воздух

2.1. Введение

2.2. Методы экспериментального изучения сжимаемости веществ при ударно-волновом воздействии

2.3 Измерение параметров расширения ударно-сжатого материала

2.4. Термодинамические свойства металлов

2.5. Исследование термодинамических свойств бромоформа при ударно-волновом воздействии

2.5.1. Введение

2.5.2. Экспериментальные методы

2.5.3. Результаты измерений

2.5.4. Калорическое уравнение состояния

2.5.5. Термодинамически полное уравнение состояния

2.5.6. Теплоемкость и коэффициент Грюнайзена ударно-сжатого вещества

2.5.7. Результаты расчетов

2.5.8. Использование бромоформа в качестве датчика давления

2.6. Выводы главы

Глава 3. Изучение свойств металлов в области околокритических состояний перехода жидкость-пар

3.1 Полуэмпирические оценки величин критических температур, давлений, плотностей перехода жидкость-пар ряда исследованных металлов

3.2. Пирометрия процесса расширения ударно-сжатого свинца из состояний с большой концентрацией тепловой энергии

3.2.1. Экспериментальная техника

3.2.2 Результаты экспериментов

3.2.3 Обсуждение результатов

3.2.4 Феноменологическое описание полученных данных

3.2.5. Изучение околокритических состояний перехода жидкость-пар олова

3.2.6. Определение параметров критической точки перехода жидкость-пар никеля и молибдена

3.3. Импульсный нагрев вольфрама при метании. Газотермический метод генерации околокритических состояний перехода жидкость-пар

3.1. Определение оптических свойств расширяющейся металлической плазмы (висмут)

3.2. Выводы главы

Глава 4. Изучение поведения водорода, гелия, смеси гелий-водород, азота в мегабарном диапазоне давлений. Переход в проводящее состояние

4.1. Введение

4.2. Термодинамические свойства и электропроводность водорода при многократном ударном сжатии до 150 ГПа

4.3. Термодинамические свойства и электропроводность гелия при многократном ударном сжатии до 230 ГПа

4.4. Экспериментальное определение условий перехода в проводящее состояние атмосферы Юпитера

4.5. Температурные измерения однократно- и двухкратно- ударно-сжатого жидкого азота в условиях слияния ударных волн

4.6. Квазиизоэнтропическое плоское сжатие жидкого азота до мегабарных давлений

4.7. Выводы главы

Многие современные разработки - решение проблемы импульсного термоядерного синтеза, создание магнитногидродинамических и магнитнокуму-лятивных генераторов, противометеоритная защита космических аппаратов, решение оптимизационных проблем плазмохимии, лазерной и взрывной обработки материалов - требуют для своей реализации информации о термодинамических и переносных свойствах конструкционных материалов и рабочих сред в широком диапазоне изменения термодинамических параметров. Уравнение состояния и переносные свойства на современном этапе развития численного моделирования являются параметром, определяющим не только точность, но и саму адекватность результатов моделирования физической реальности.

Из рассмотрения условной фазовой диаграммы вещества [1] видно, что наиболее важная в практическом приложении внутренняя часть фазовой диаграммы - область жидкого, двухфазного состояния, состояния плотной плазмы - является областью, где не применимо строгое теоретическое рассмотрение без учета сильного межчастичного взаимодействия в квантово-механической задаче многих тел с отсутствием малого параметра для применения теории возмущения. Общих способов построения строгого теоретического уравнения состояния не существует. Это может быть сказано и относительно процессов переноса.

При конкретных расчетах приходится вводить упрощенные модели, точность которых и область применимости можно найти, лишь сравнивая их результаты с априори более точными расчетами, либо с результатами экспериментов. Другой подход описания теплофизических свойств использует результаты экспериментов в области моделирования для выбора численных параметров в функциональных зависимостях, опирающихся при своем создании на строгие асимптотические решения, справедливые для анализа слабонеидеальных ситуаций. При таком рассмотрении эксперимент в исследуемой области требуется не только как критерий применимости развиваемой модели, но и как ее корректирующий элемент.

Генерация и исследование свойств веществ в этой области фазовой диаграммы связаны с необходимостью высокой концентрации энергии в среде с повышенной плотностью. Это ограничивает возможности применения здесь методов статических исследований. В настоящее время максимально достижимые давления при использовании алмазных наковален ограничены 5 Мбар при нормальной и пониженной температурах [2]. Температура же при проведений статических экспериментов ограничена 3000 К - температурой плавления конструкционных материалов установок. Заметим, что шкала давлений в этих экспериментах определяется на основе ударно-волновых данных [3].

Данные обстоятельства заставляют обратиться к динамическим методам генерации высокоэнергетических состояний.

В настоящее время, после принятия моратория на проведение ядерных испытаний, интенсивно развиваются методы мощного прямого и с конверсией в рентгеновское излучение лазерного воздействия для генерации мощных ударных волн [4,5]; используется также конверсия в рентгеновское излучение энергии выделяющаяся при пропускании мегаамперных токов через трубчатые проводники [6] и, уже ставший традиционным, омический изобарический [711] и динамический [12, 13] нагрев проводников; интенсивно развиваются направления с использованием электронных и ионных пучков[14-16] для получения теплофизической информации.

Отдельно можно выделить гидродинамические методы создания сильных ударных волн при соударении пластины, имеющей гиперзвуковую скорость, со слоем исследуемого вещества. Существует четыре основных способа гидродинамической генерации плотной плазмы: однократное ударное, многократное ударное и адиабатическое сжатие, а также метод адиабатического расширения ударно-сжатого вещества [1].

Способ плоского однократного и многократного ударного сжатия привлекателен по ряду важных причин. Он позволяет создавать в изучаемом материале однородные и достаточно протяженные по пространству состояния с высокой плотностью тепловой энергии, а законы сохранения, используемые для определения термодинамических свойств ударно-сжатых состояний, представи-мы в простейшем алгебраическом виде уравнений Гюгонио [1]. Достигаемые при этом плотности превосходят исходную плотность жидкости (водород) более чем на порядок. Используемая кинетическая энергия разогнанной пластины является достаточно чистым источником энергии, свободным от сильных электромагнитных полей, наличие которых приводит к изменению исходного состояния исследуемого материала и может сопровождаться развитием неустойчивости газодинамического течения, что затрудняет диагностику генерируемых состояний. Адиабатическое расширение из состояний сильного ударного сжатия позволяет изучить поведение вещества (висмут, свинец, олово, никель, молибден, вольфрам) в области околокритических состояний перехода жидкость-пар и определить его термодинамические, газодинамические, оптические свойства при плотностях меньших нормальной плотности в 1.5 - 1000 раз.

Предлагаемая работа посвящена решению ряда задач экспериментального определения теплофизических свойств веществ в условиях сильного межчастичного взаимодействия при использовании энергии продуктов детонации конденсированных взрывчатых веществ для генерации таких состояний.

Целью работы являлись разработка взрывных методов генерации состояний с сильным межчастичным взаимодействием в плоской геометрии и методик оптической и электрической диагностики; определение термодинамических и электрофизических свойств вещества в этих условиях; проверка существующих и построение новых физических моделей поведения вещества.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. В выполненной работе впервые:

Выводы главы 4

1. Одновременно проведены измерения термодинамических, электропроводящих и оптических свойств водорода, гелия, смеси гелий-водород, соответствующей составу атмосферы Юпитера, азота при многократном ударном сжатии до 100-230 ГПа. Определены условия перехода в проводящее состояние изученных веществ.

2. Модифицированы полуэмпирические уравнения состояния данных веществ с учетом новой экспериментальной информации

3. Предложены методики измерения оптических свойств вещества по наблюдению затухания под действием тыльной волны разрежения. Определена величина коэффициента поглощения ударно-сжатого жидкого азота в диапазоне температур ударного сжатия 6000-9000 К.

4. Обнаруженное ранее явление ударного охлаждения азота [309,310] не нашло своего подтверждения в двух новых оригинальных редакциях экспериментов по изучению свойств многократно ударно-сжатого жидкого азота. В области предполагаемого фазового превращения скорость распространения волны сжатия из состояния ударного сжатия 40 ГПа оказалась меньше скорости волны расширения из этого состояния, как измеренной экспериментально, так и рассчитанной по имеющейся модели.

Суммируя:

Проведены одновременные измерения термодинамических, электропроводящих и оптических свойств водорода, гелия, азота, смеси гелий-водород, соответствующей составу атмосферы Юпитера, при многократном ударном сжатии до 100-230 ГПа. Определены условия перехода в проводящее состояние изученных веществ.

Заключение

Проведенный комплекс исследований, представленный в диссертации, выполнен при постоянной идейной и практической поддержке академика В.Е. Фортова, которому я выражаю свою глубокую благодарность. Разнообразие решаемых в диссертации задач в первую очередь определялось широтой его научных интересов.

Неоценимую помощь при выполнении работы оказали своим профессиональным мастерством и человеческим участием А.С. Филимонов, А.А. Пял-линг, Н.А. Афанасьев, С.В. Квитов, Д.Н. Николаев, И.В. Ломоносов, К.В. Хи-щенко, А.Н. Емельянов, М.И. Кулиш, М.Е. Лебедев, В.Г. Агеев, А.А. Леонтьев.

Хочу поблагодарить за постоянное участие и помощь ушедших А.В. Буш-мана, В.Е. Беспалова.

Я выражаю свою признательность за неоценимую помощь при теоретическом рассмотрении затронутых в работе вопросов В.К. Грязнову, Б.П. Крюкову, В.Б. Минцеву, А.Л. Ни.

Содружество с большими исследовательскими коллективами из разных научных организаций - ИТЭС РАН, ИОФ РАН, ВНИИЭФ, ИХФ РАН - стимулировало и поддерживало проводимые изыскания. Здесь мне хотелось бы поблагодарить за участие М.В. Жерноклетова, И.К. Красюка, В.И. Вовченко, Г.И. Канеля, А.А. Ликальтера, П.Р. Левашова, И.М. Воскобойникова, М.Ф. Гогулю, А.Ю. Долгобородова.

1. Фортов В. Е., Якубов И. Т. Неидеальная плазма. - М.: Энергоатомиздат, 1994. - 368 с.

2. Mao H. K., Bell P. M., Shaner J. W., Steinberg D. J. Specific volume measurements of Cu, Mo, Pd, and Ag and calibration of the ruby R1 fluorencence pressure gauge from 0.06 to 1 Mbar //Journal of Applied Physics. 1978. - Vol. 49. - P. 3276-3283.

3. Lewer Th., Sigel R. Uniform shock waves driven by thermal radiation from laser-heated cavities // Shock Compression of Condensed Matter-1995/ Edit by S.C. Schmidt and W.C.Tao. New York: AIP Press, 1996. -P. 1261-1264.

4. Otter С., Pottlacher G., Jager H. High-temperature, high-pressure ther-mophysical measurements on liquid zink // International Journal of Thermophysics. 1996. - Vol. 17. - P. 987-1000.

5. Pottlacher G., Jager H. Measurement of thermophysical properties of lead by a submicrosecond pulse-heating method in the range 2000-5000 К // International Journal of Thermophysics. 1990. - Vol. 11. - P. 719729.

6. Pottlacher G., Neger Т., Jager H. Determination of thermophysical properties of indium in the range 2300-7000 К by submicrosecond pulse-heating method // High Temperatures High Pressures. - 1991. - Vol. 23. - P. 43-48.

7. Hixson R.S., Winkler M.A. Thermophysical properties of solid and liquid tungsten // International Journal of Thermophysics. 1990. - Vol. 11. -P. 709-718.

8. Gathers G. R. Dynamic methods for investigating thermophysical properties of matter at very high temperatures and pressures // Rep. Prog. Phys. 1986. - Vol. 49. - P. 341-396.

9. Hess H. Critical point and metal-estimations for tungsten // Physics and Chemistry of Liquids. 1995 - Vol. 30. - No. 4. - P. 251-256.

10. Kloss A., Motzke Т., Grossjohann R., Hess H. Electrical conductivity of tungsten near its critical point // Phys. Rev. E. 1996. - Vol. 54. - P. 5851-5854.

11. Dornik M., et al. Heavy ion beam driven plasma in solid rare gas crystals // Physics of strongly coupled plasmas / Ed. by W. D. Kraeft, M. Schlanges. Singapore: World Scientific, 1996. - P. 365-368.

12. Альтшулер JI.B. Применение ударных волн в физике высоких плотностей энергии // УФН. 1965. - Т. 85. - № 2. - С. 197-258.

13. Альтшулер Л.В., Баканова А.А. Электронная структура и сжимаемость металлов при высоких давлениях // УФН. 1968. - Т. 96.-№2.-С. 193-215.

14. Альтшулер Л.В., Баканова А.А., Дудоладов Н.А., и др. Ударные адиабаты металлов. Новые данные, статистический анализ и общие закономерности // ЖПМТФ. 1981. - № 2. - С. 3-34.

15. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Москва: Наука, 1966. - 686 с.

16. Физика высоких плотностей энергии / Под ред. П. Кальдиролы и Г. Кнопфеля. М.: Мир, 1974. - 484 с.

17. Высокоскоростные ударные явления / Под ред. Р. Кинслоу. М.: Мир, 1973.-531с.

18. Альтшулер Л.В., Трунин Р.Ф., Крупников К.К., Панов Н.В. Взрывные лабораторные устройства для исследования сжатия веществ в ударных волнах // УФН. 1996. - Т. 166. - № 5. - С. 575581.

19. Минцев В.Б., Фортов В.Е. Взрывные ударные трубы // Теплофизика высоких температур. 1982. - №4. - С. 745-764.

20. Якубов И.Т. Электропроводность неидеальной плазмы // Успехи физических наук. 1993. - Т. 163. - № 5. - С. 35-51.

21. Ликальтер А.А. Газообразные металлы // Успехи физических наук. -1992.-Т. 162.-№7.-С. 119-147.

22. Смирнов Б.М. Процессы в расширяющемся и конденсирующемся газе // Успехи физических наук. 1994. - Т. 164. - № 7. - С. 665-703.

23. Иванов В.Н., Минеев А.Г. Э.Д.С., возникающая при ударном сжатии вещества // Успехи физических наук. 1976. - Т. 119. - № 1. - С. 75109.

24. Якушев В.В. Электрические измерения в динамическом эксперименте // ФГВ. 1978. - Т. 14. - № 3. - С. 3-19.

25. Ударно-волновые явления в конденсированных средах: Учебное пособие / Г.И. Канель, С.В. Разоренов, А.В. Уткин, В.Е. Фортов.- М.: Янус-К, 1996.-408 с.

26. Альтшулер Л.В., Чекин Б.С. Метрология высоких импульсных давлений //1 Всесоюзный симпозиум по импульсным давлениям. Сб. науч. тр. М.: ВНИИФТРИ, 1974. - Т.1. - С. 5-22.

27. Asay J. R. The use of shock-structure methods for evaluating high pressure material properties // International Journal of Impact Engineering. -1997.-Vol. 20.-P. 27-61.

28. Физика взрыва: Научное издание / Ф.А. Баум, Л.П. Орленко, К.П. Станюкович и др.; под ред. К.П. Станюковича. М.: Наука, 1975. -704 стр.

29. Альтшулер Л.В., Кормер С.Б., Баканова А.А., Трунин Р.Ф. Уравнения состояния алюминия, меди и свинца для области высоких давлений // ЖЭТФ. 1960. - Т. 38. - № 3. - С. 790-798.

30. Канель Г.И., Молодец A.M., Воробьев А.А. О метании пластин взрывом // Физика горения и взрыва. 1974. - № 6. С. 884-891.

31. Фортов В.Е., Леонтьев А.А., Дремин А.Н., Грязнов В.К. Генерация неидеальной плазмы мощными ударными волнами // ЖЭТФ. 1976.- Т. 71. № 1(7).-С. 225-236.

32. Morris С.Е. Shock-wave equation-of-state studies at Los Alamos // Shock Waves. 1991. - No. 1. - P. 213-222.

33. Райзер Ю.П. Распространение ударной волны в неоднородной атмосфере в сторону меньшей плотности // ЖПМТФ. 1964. - № 4. С. 49-56.

34. Лаптев В.И., Тришин Ю.А. Увеличение начальной скорости и давления при ударе по неоднородной преграде // ЖПМТФ. 1974. № 6. - С.128-132.

35. Высокие плотности энергии: Сборник научных трудов / Под ред. Л.В. Мазан, В.М. Тагирова; РФЯЦ-ВНИИЭФ. Саров: ИПК РФЯЦ-ВНИИЭФ, 1997.-572 с.

36. Забабахин Е.И. Явление неограниченной кумуляции // Механика в СССР за 50 лет. Сб. науч. тр. М.: Наука, 1970. - Т. 2. - С. 313-342.

37. Balchan A.S., Cowan G.R. Method for accelerating flat plates to high velocity // Review of Scientific Instruments. 1964. - Vol. 35. - No. 8.- P. 937-944.

38. Balchan A.S., Cowan G.R. Shock compression of two iron-silicon alloys to 2.7 megabars // Journal Geophysical Research. 1966. - Vol. 71. - No. 14.-P. 3577-3588.

39. Fowles G.R., Leung C., Rablie R. Accelerating of flat plates by multiple staging // Abstracts for 6-th AIRAPT Inter. H. P. Conf. Boulder: The University of Colorado, 1979 . - No 2. - P. 911-916.

40. Bernier H., Pujels H. C. High velocity plane launching by multiple staging device // High Pressure Science and Technology. N.-Y.: Pergamon Press, 1980.-P. 990-992.

41. Иванов А.Г., Коротченко M.B., Новицкий Е.З. и др. Разгон пластин до гиперзвуковых скоростей. Устройство // ЖПМТФ. 1982. - № 2. -С. 86-90.

42. Иванов А.Г., Новицкий Е.З., Огородников В.А. и др. Разгон пластин до гиперзвуковых скоростей. Неустойчивость при торможении о воздух // ЖПМТФ. 1982. - № 2. - С. 90-94.

43. Огарков В.А., Пурыгин Н.П.,Самылов С.В. Простая модель слоеных систем для получения больших скоростей тел // Детонация. Критические явления. Физико-химические превращения в ударных волнах. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1978. - С. 155-158.

44. Нестеренко В.Ф., Фомин В.М., Ческидов П.А. Затухание сильных ударных волн в слоистых материалах // ЖПМТФ. 1983. - № 4. - С. 130-138.

45. Мержиевский JI.A., Реснянский А.Д. Численное моделирование ударно-волновых процессов в металлах •// ФГВ. 1984. - № 5. - С. 114-122.

46. Ахмадеев Н.Х., Болотнова Р.Х. Распространение волн напряжений в слоистых средах при ударном нагружении (акустическое приближение) // ЖПМТФ. 1985. - № 1. - С. 125-133.

47. Swierczynski R., Tyl J., Wlodarczyk E. Layered single stage driving system for plane liners // Journal of Technical Physics. 1985. - Vol. 25. - No. 2. - P. 207-224.

48. Бушман А.В., Красюк И.К., Пашинин П.П., Прохоров A.M., Терновой В.Я., Фортов В.Е. Динамическая сжимаемость и термодинамика плотной плазмы алюминия в мегабарном диапазоне давлений // Письма в ЖЭТФ. 1984. - Т. 39. - № 8. - С. 341-343.

49. Терновой В.Я. Струеобразование при сжатии плазмы в остроугольной геометрии // ЖПМТФ. 1984. - № 5. - С. 68-73.

50. Бушман А.В., Глушак Б.Л., Грязнов В.К., и др. Ударное сжатие и адиабатическая разгрузка плотной плазмы висмута при экстремальных концентрациях тепловой энергии // Письма в ЖЭТФ. 1986. - Т. 44. - № 8. - С. 375-377.

51. Глушак Б.Л., Жарков А.П., Жерноклетов М.В., и др. Экспериментальное изучение термодинамики плотной плазмы металлов при высоких концентрациях энергии // ЖЭТФ. 1989. - Т. 96.-№4(Ю). С. 1301-1318.

52. Горбенко Б.С., Степанов Б.М. Современная электронно-оптическая аппаратура на времяанализирующих электронно-оптических преобразователях // ПТЭ. 1982. - № 4. - С. 185-188.

53. Попов Е.Г., Цикулин М.А. Излучательные свойства ударных волн в газах. М.: Наука, 1977. - 176 с.

54. Зельдович Я.Б., Яглом И.М. Высшая математика для начинающих физиков и техников. М.: Наука, 1982. - 512 с.

55. Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Телегин Г.С. Изэнтропы расширения продуктов взрыва конденсированных ВВ // ЖПМТФ. 1969. -№4.-С. 127-132.

56. Чекин Б.С. Безразмерные уравнения состояния и затухание ударных волн // ЖПМТФ. 1978. - № 2. - С. 89-95.

57. Ковылов А.Ф., Кормер С.Б., Пинегин А.В. и др. Лазерный доплеров-ский измеритель скорости // ПТЭ. 1978. - № 8. - С. 205-227.

58. Лайцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978. - 736 с.

59. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука, 1967. - 195 с.

60. Бушман А.В. и др. Динамика конденсированных сред при интенсивных импульсных воздействиях. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1983.-43 с.

61. Сугак С.Г., Канель Г.И., Фортов В.Е. и др. Численное моделирование действия взрыва на железную плиту // ФГВ. 1983. - № 2. - С. 121-128.

62. Ахмадеев Н.Х., Нигматулин Р.И. Моделирование откольного разрушения при ударном деформировании. Анализ схемы мгновенного откола // ЖПМТФ. 1981. - № 3. - С. 120-128.

63. Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. - С. 232-263.

64. Станюкович К.П. Неустановившееся движение сплошной среды. -М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы ,1955. 804 с.

65. Кинеловский С.А., Тришин Ю.А. Физические аспекты кумуляции // ФГВ. 1980. - № 5. - С. 26-40.

66. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля. М.: Мир, 1972.-391 с.

67. Prieto F.E. A low of corresponding states for materials at shock pressures // Journal of Phys. and Chem.of Solids. 1974. - Vol. 35. - P. 279286.

68. Леонтьев A.A., Фортов В.Е. О плавлении и испарении металлов в волне разгрузки // ЖПМТФ. 1974. - № 3. - С. 162-166.

69. Skidmore I.C., Morris Е. Experimental equation of state data for uranium and its interpretation in the critical region // Proc. of Symp. on Thermodynamics of Nuclear Materials. Vienna, 1962. - P. 173-216.

70. Ph. de Beaumont, J. Leygonie. Vaporisation of uraniumafter shock loading // Preprints of papers to be presentedat 5th International Sym. On Detonation. Pasadena, 1970. - P. 430-439.

71. Бушман A.B., Жарков А.П., Крюков Б.П. и др. Численное моделирование нерегулярного отражения ударных волн в конденсированных средах. Черноголовка, 1989. - 71 с. (Препринт ОИХФ АН СССР).

72. Трунин Р.Ф., Панов Н.В., Медведев А.Б. Сжимаемость железа, алюминия, молибдена, титана и тантала при давлениях ударных волн 1-2.5 ТПа // Письма в ЖЭТФ. 1995. - № 7. - С. 572-575.

73. Трунин Р.Ф. Сравнение лабораторных данных по сжимаемости веществ с результатами, полученными при подземных ядерных взрывах // Теплофизика высоких температур. 1997. - Т. 35. - № 6. -С. 901-908.

74. Trunin R.F. Accelerating devices to investigate compression in shock waves 11 International Journal of Impact Engineering. 1997. - Vol. 20. -P. 801-804.

75. Тришин Ю.А. Ускорение твердых тел кумулятивными струями // ЖПМТФ. 1980. - № 5. - С. 145-149.

76. Wenzel А.В. A review of explosive accelerators for hypervelocity impact International Journal of Impact Engineering. 1987. - Vol. 5. - P. 681692.

77. Бушман A.B., Красюк И.К., Крюков Б.П. и др. Кумулятивные явления при импульсном воздействии на конические мишени // Письма в ЖТФ. 1986. - Т. 14. - № 19. - С. 1765-1769.

78. Бушман А.В., Красюк И.К., Крюков Б.П. и др. О численном моделировании газодинамических явлений в конических мишенях. Москва, 1989. - 40 с. (Препринт ИВТАН АН СССР, N 6-278).

79. Steele R.D., Tan T.-H. Fast shock tube assemblies Shock Waves in Condensed Matter-1987 / Ed. by S.C. Schmidt, N.C. Holmes; American Physical Society. Amsterdam: North-Holland Physics Publishing, 1988.-P. 661-664.

80. B. V., 1992.-P. 1041-1044.

81. Zerwekh W.D., Marsh S.P., Tan T.-H. Phase detonated shock tubes (PDST) // High-Pressure Science and Technology-1993 / Ed. by S.C. Schmidt, J.W. Shaner, G.A. Samara, M. Ross; American Physical Society. New York: AIP Press, 1994. - P. 1877-1880.

82. Долгобородов А.Ю. Взрывной трубчатый ускоритель для высокоскоростного метания // Химическая физика. 1995. - Т. 14. - № 1.1. C. 27-32.

83. Воскобойников И.М., Гогуля М.Ф., Долгобородов А.Ю. Детонация жидких ВВ в оболочках из более мощных составов // ФГВ. 1981. -№5.-С. 133-135.

84. Базанов О.В., Беспалов В.Е., Жарков А.П. и др. Нерегулярное отражение конически сходящихся ударных волн в плексигласе и меди // Теплофизика высоких температур. 1985. - Т. 23. - №5. - С. 976983.

85. Жарков А.П., Мисоночников А.Л., Румянцев Б.П., Фортов В.Е. Нерегулярное отражение конически сходящихся ударных волн. Препринт, РИСО ОИХФ АН СССР, Черногололвка, 1989.

86. Крюков Б.П., Кульков И.Н., Ландин А.А., Летушев А.И., Минин В.Ф., Минин И.В., Минин О.В., Бушман А.В., Терновой В .Я., Фортов В.Е. Устройство для формирования плазменного сгустка // Авторское свидетельство № 1508940, 1989.

87. Трапезников А.В., Прангишвили И.В., Новохатный А.А., Резанов В.В. Экспедиционные геофизические вычислительные комплексы на базе многопроцессорных ЭВМ ПС-2000 // Приборы и системы управления. 1981. - № 2. - С. 29-31.

88. Агурейкин В.А., Бучнев А.А. и др. Программно-аппаратный комплекс математического моделирования нестационарных процессов механики сплошной среды // Проблемы автоматизации проектно-конструкторских работ. М.: ВИМИ, 1986. - С. 31-33.

89. Агурейкин В.А., Крюков Б.П. Метод индивидуальных частиц для расчета течений многокомпонентных сред с большими деформациями // Численные методы механики сплошной среды. 1986. - Т. 17.-№1.-С. 17-31.

90. Харлоу Ф.Х. Численный метод частиц в ячейках для задач газодинамики // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967.-С. 316-342.

91. Marder В.М. A PIC-type fluid code // Math. Comput. 1975. - Vol. 29. -No. 130.-P. 434-446.

92. Анисимов С.И., Беспалов В.Е. и др. Генерация нейтронов при взрывном инициировании Д Д-реакции в конических мишенях // Письма в ЖЭТФ. 1980. - Т. 31. - №. 1. - С. 67-70.

93. Терновой В .Я. Струеобразование при сжатии плазмы в остроугольной геометрии // ЖПМТФ. 1984. - № 3. - С. 68-73.

94. Barker L.M., Hollenbach R.E. Shock wave studies of PMMA, Fused Silica and Sapphire // Journal of Applied Physics. 1970. - Vol. 41. -No. 10.-P. 4208-4226.

95. Weir S.T., Mitchell A.C., Nellis W.J. Metallization of fluid molecular hydrogen at 140 GPa (1.4 MBar) // Physical Review Letters. 1996. -Vol. 76.-№11.- P. 1860-1863.

96. Фортов B.E., Терновой В.Я., Квитов C.B. и др. Электропроводность неидеальной плазмы водорода в мегабарном диапазоне динамических давлений // Письма ЖЭТФ. 1999. - Т. 69. № 12. - С. 874-878.

97. Nellis W.J., Holmes N.C., Mitchell А.С., Trainor R.J. et al. Shock compression of liquid helium to 56 GPa (560 kbar) // Physical Review Letters. 1984. - Vol. 53.-№ 13.-P. 1248-1251.

98. Young D.A., McMahan A.K., Ross M. Equation of state and melting curve of helium to very high pressure // Physical Review B. 1981. -Vol. 24.-№9. P. 5119-5127.

99. Григорьев Ф.В., Кормер С.Б., Михайлова O.JI., Толочко Л.П., Урлин В.Д. Экспериментальное определение сжимаемости водорода при плотностях 0.5-2 г/см3. Металлизация водорода // Письма в ЖЭТФ. 1972. - Т. 16. - № 5. - С. 286-289.

100. Григорьев Ф.В., Кормер С.Б., Михайлова О.Л., Толочко Л.П., Урлин В.Д. Уравнение состояния молекулярного водорода. О фазовом переходе в металлическое состояние // ЖЭТФ. 1978. - Т. 75. - № 5(11).-С. 1683-1693.

101. Young D.A., Wolford D.J., Rogers F.J., Holian K.S. Theory of the aluminum equation of state to 10 Mbar // Phys.Lett. Ser.A. 1985. - Vol. 108. -P. 157-160.

102. Mitchell A.C., Nellis W.J. Shock compression of aluminum, copper, tantalum // J. of Appl. Phys. 1981. -Vol. 52. - P. 3363-3374.

103. Nellis W.J., Moriarty J. A., Mitchell A.C. Metals physics at ultrahigh pressure: Aluminum, copper, and lead as prototypes // Physical Review Letters. 1988. - Vol. 60. - No. 14. - P. 1414-1417

104. Альтшулер Л.В., Крупников К.К., Бражник М.И. Динамическая сжимаемость металлов при давлениях до четырех миллионов атмосфер // ЖЭТФ. 1958. - Т. 34. - № 4. - С. 886-892.

105. Грязнов В.К.,Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Иосилевский И.Л., Фортов В.Е. Термодинамические свойства неидеальной плазмы аргона и ксенона // ЖЭТФ. 1980. - Т. 78. - № 2. - С. 573-585.

106. Альтшулер Л.В., Бушман А.В., Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Леонтьев А.А., Фортов В.Е. Изоэнтропы разгрузки и уравнения состояния металлов при высоких плотностях энергии // ЖЭТФ. -1980. Т. 78. - № 2. - С. 741-760.

107. Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Телегин Г.С. Изэнтропы расширения продуктов взрыва конденсированных ВВ // ЖПМТФ. -1969. -№4.-С. 127-132.

108. Алексеев Ю.А., Ратников В.П., Рыбаков А.П. Ударные адиабаты пористых металлов // ЖПМТФ. 1971. - № 2. - С. 101-106.

109. Глушак Б.Л., Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н. Изэнтропическое расширение металлов после ударной нагрузки // Доклады первого Всесоюзного симпозиума по импульсным давлениям. Москва: ВНИИФТРИ, 1974. - С. 87-92.

110. Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Сутулов Ю.Н. Адиабаты пористых образцов и изоэнтропы расширения сплошной меди // ЖПМТФ. -1984.-№ 1.-С. 119-123.

111. Жерноклетов М.В., Сутулов Ю.Н., Трунин Р.Ф. Изоэнтропы расширения алюминия, железа, молибдена, свинца и тантала // Теплофизика высоких температур. 1995. - Т. 33. - № 1. - С. 40-43.

112. Жерноклетов М.В., Медведев А.Б., Симаков Г.В. Изэнтропа разгрузки и уравнение состояния молибдена при высоких плотностях энергии // Химическая Физика. 1995. - Т. 14. - № 2-3. - С. 49-55.

113. Жерноклетов М.В. Ударное сжатие и изэнтропическое расширение природного урана // Теплофизика высоких температур. 1998. - Т. 36. -№2.-С. 231-238.

114. Зельдович Я.Б. Об исследовании уравнения состояния с помощью механических измерений // ЖЭТФ. 1957. - Т. 32. - № 6. - С. 15771578.

115. Альтшулер Л.В., Баканова А.А., Бушман А.В., Дудоладов И.П., Зубарев В.Н. Испарение ударно-сжатого свинца в волнах разгрузки // ЖЭТФ. 1977. - Т. 73. - № 11. - С. 1866-1872.

116. Баканова А.А., Дудоладов И.П., Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Симаков Г.В. Об испарении ударно-сжатых металлов при расширении // ЖПМТФ. 1983. - № 2. - С. 76-81.

117. Hornung К., Michel К. W. Equation of state date for solids from shock vaporization // Journal of Chemical Physics. 1972. - Vol. 56. - No. 5. - P. 2072-2079.

118. Кузнецов H. M. Термодинамические функции и ударные адиабаты воздуха при высоких температурах. М:. Машиностроение, 1965. -464 с.

119. Кормер С.Б., Фунтиков А.И., Урлин В.Д., Колесникова А.Н. Динамическое сжатие пористых металлов и уравнение состояния с переменной теплоемкостью при высоких температурах // ЖЭТФ. 1962. -Т. 42.-№3.-С. 686-702.

120. Альтшулер Л.В., Кормер С.Б., Баканова А.А. и др. Уравнения состояния алюминия, меди, свинца для области высоких давлений // ЖЭТФ. 1960. - Т. 38. - № 3. - С. 790-798.

121. Волков Л.П., Волошин Н. П., Владимиров А. С., Ногин В. П., Симо-ненко В.А. Ударная сжимаемость алюминия при давлении 10 Мбар // Письма в ЖЭТФ. 1980. - Т. 31. - С. 623-626.

122. Владимиров А.С., Волошин Н.П., Ногин В.Н., Петровцев А.В., Си-моненко В.А. Ударная сжимаемость алюминия при давлениях Р > 1 Гбар // Письма в ЖЭТФ. 1984. - Т. 39. - С. 69-72.

123. Аврорин Е.Н., Водолага Б.К., Волошин Н.П., Куропатенко В.Ф.,

124. Коваленко Г.В., Симоненко В.А., Черноволок Б.Т. Экспериментальное подтверждение оболочечных эффектов на ударных адиабатах алюминия и свинца // Письма в ЖЭТФ. 1986. -Т. 43. - С. 241-244.

125. Ragan С.Е. Shock wave experiments at threefold compression // Physical Review A. 1984. -Vol. 29.-No. 3.-P. 1391-1402.

126. Гандельман Г.Н. Квантовомеханическая теория уравнения состояния калия, алюминия и железа // ЖЭТФ. 1966. - Т. 51. - № 1. - С. 147-155.

127. Moriarty J. A., Young D.A., Ross М. Theoretical study of the aluminum melting curve to very high pressure // Phys. Rev. Ser.B. 1984. - Vol. 30. No. 2. P.578-588.

128. Синько Г.В. Использование метода самосогласованного поля для расчета термодинамических функций электронов в простыхвеществах // Теплофизика высоких температур. 1983. - Т. 21. - С. 1041-1052.

129. Никифоров А.Ф., Новиков В.Г. и др. Влияние оболочечной структуры атомов на ударные адиабаты алюминия и железа // ДАН СССР. -1982.-Т. 267.-С. 615-619.

130. Мак-Куин Р., Марш С. Уравнения состояния девятнадцати металлических элементов по ударноволновым измерениям до 2 Мбар // Динамические исследования твердых тел при высоких давлениях: Перевод с англ./ Под ред. В.Н. Жаркова. М.: Мир, 1965. - С. 93143.

131. Бушман А.В., Фортов В.Е. Модели уравнения состояния вещества // Успехи физических наук. 1983. - Т. 140. - 2. - С. 177-232.

132. Альтшулер JI.B., Калиткин Н.Н., Кузьмина Л.В., Чекин Б.С. Ударные адиабаты при сверхвысоких давлениях // ЖЭТФ. 1977. - Т. 72. - № 1.-С. 317-325.

133. Грязнов В.К., Иосилевский И.Л., Фортов В.Е. Расчет ударных адиабат аргона и ксенона // ЖПМТФ. 1973. - № 3. - С. 70-76.

134. Фортов В.Е., Дрёмин А.Н. Определение температуры ударно-сжатой меди по измерению параметров в волне разгрузки // Физика горения и взрыва. 1973. - Т. 9. - № 3. - С. 743-745.

135. Райе М., Мак-Куин Р., Уолш Дж. Сжатие твердых тел сильными ударными волнами // Динамические исследования твердых тел при высоких давлениях: Перевод с англ./ Под ред. В.Н. Жаркова. М.: Мир, 1965.-С. 9-92.

136. Compendium of Shock-Waves Data / Ed. by van Thiel M. Lawrence Livermore Laboratory Report UCRL-50108. Livermore: 1977. - 3 v.

137. Экспериментальные данные по ударно-волновому сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ: Научноеиздание / Р.Ф. Трунин, Л.Ф. Гударенко, М.В. Жерноклетов, Г.В. Симаков. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2001. - 446 с.

138. Свойства конденсированных веществ при высоких давлениях и температурах: Сб. статей / Под ред. Р.Ф. Трунина; ВНИИЭФ. -Арзамас-16: ВНИИЭФ, 1992. 400 с.

139. Экспериментальные данные по ударной сжимаемости и адиабатическому расширению конденсированных веществ при высоких плотностях энергии. / М.В. Жерноклетов, В.Н. Зубарев, Р.Ф. Трунин, В.Е. Фортов. Черноголовка: ИХФЧ РАН, 1996. - 385 с.

140. Graham R.A., Asay J.R. Measurements of wave profiles in shock-loaded solids // High Temperatures High Pressures. - 1978. - Vol. 10. - P. 355390.

141. Bushman A.V., Fortov V.E., Kanel' G.I., Ni A.L. Intense Dynamic Loading of Condensed Matter. Washington: Taylor & Francis, 1993. -287 p.

142. Кормер С.Б. Оптические исследования свойств ударно сжатых конденсированных диэлектриков // УФН. 1968. - Т. 94. - № 4. - С. 641687.

143. Гогуля М.Ф. Температуры ударного сжатия конденсированных сред. М., 1988. - 67 с. (ГК СССР по народному образованию, Препринт МИФИ).

144. Гогуля М.Ф., Долгобородов А.Ю. Индикаторный метод исследования ударных и детонационных волн // Химическая физика. 1994. -Т. 13.-№12.-С. 118-127.

145. Альтшулер Л.В., Кормер С.Б., Бражник М.И. и др. Изэнтропическая сжимаемость алюминия, меди, свинца и железа при высоких давлениях // ЖЭТФ. 1960. - Т. 38. - № 4. - С. 1061-1073.

146. McQueen R.G., Hopson J.W., Fritz J.N. Optical technique for determe-ning rarefaction wave velocities at very high pressures // Review of Scientific Instruments. -1981. Vol. 53. - № 2. - P. 245-250.

147. Долгобородов А.Ю., Воскобойников И.М., Толстов И.К. Особенности распространения ударных волн в смесях // Химическая физика. 1991. Т. 10. №5. С. 679-687.

148. McQueen R.G., Isaak D.G. Bromoform (CHBr3) a very high-pressure shock wave analyzer // Shock Compression of Condensed Matter — 1989 / Ed. by S.C. Schmidt, J.N. Johnson, L.W. Davison. - Amsterdam: Elsevier Science Publishers В. V., 1990. - P. 125-128.

149. Sheffild S.A., Gustavsen R.L., Alcon R.R. Observation of shock induced reaction in liquid bromoform up to 11 GPa // Shock Compression of Condensed Matter — 1995 / Eds. S.C. Schmidt, W.C. Tao. - New York: AIP Press, 1996. - P. 771-774.

150. Гогуля М.Ф., Воскобойников И.М. Излучение ударно-сжатых гало-генпроизводных метана // ФГВ. 1988. - Т. 24. - № 6. - С. 127-134.

151. Гордов А.Н. и др. Основы температурных измерений / Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 304 с.

152. Fortov V.E., Khishchenko K.V., Levashov P.R., Lomonosov I.V. Wide-range multi-phase equations of statye of metals // Nuclear Instruments and Methods in Physical Research A. 1998. - Vol. 415. - № 3. - P. 604608.

153. Morgan J. A. The equation of state of 347 stainless steel to 384 GPa // High Temperatures High Pressures. - 1975. - Vol. 7. - № 1. - P. 65-70.

154. Duffy, T. S., and Ahrens, T. J. Sound velocities at high pressure and temperature and their geophysical implications // J. Geophys. Res. -1992. Vol. 97. - P. 4503-4520

155. Воробьев A.A., Дремин A.H., Канель Г.И. Зависимость коэффициента упругости алюминия от степени сжатия в ударной волне // ЖПМТФ. 1974. - № 5. - С. 94-100.

156. Ломоносов И.В., Фортов B.E., Хищенко K.B. Модель широкодиапазонных уравнений состояния полимерных материалов при высоких плотностях энергии // Химическая физика. 1995. - Т. 14. - № 1. - С. 47-53.

157. Бушман А.В., Жерноклетов М.В., Ломоносов И.В. и др. Термодинамика неидеальной плазмы цезия // ЖЭТФ. 1996. - Т. 109. - № 5. - С. 1624-1633.

158. Khishchenko K.V., Lomonosov I.V., Fortov V.E. Equations of state for organic compounds over wide range of densities and pressures // Shock Compression of Condensed Matter— 1995 / Ed. by S.C. Schmidt, W.C. Tao. New York: AIP Press, 1996. - P. 125-128.

159. Гогуля М.Ф., Воскобойников И.М., Буланов И.В. Температура ударного сжатия хлорпроизводных метана // Химическая физика. 1986. -Т. 5.-№10.-С. 1426-1429.

160. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Часть 1. М.: Наука, 1976. - 584 с.

161. Зельдович Я.Б., Кормер С.Б., Синицын М. В., Куряпин А.И. Температура и теплоемкость плексигласа сжатого ударной волной // ДАН СССР. 1958. - Т. 122. - № 1. - С. 48-50.

162. Young D. A., Alder B.J. Critical point of metals from the van der Waals model // Physical Review A. -1971. Vol. 3. - №. 1. - P. 364-371.

163. Hornung K. Liquid metal coexistence properties from corresponding states and third law // Journal of Applied Physics. 1975. - Vol. 46. - № 6. - P. 2548-2558.

164. Фортов B.E., Дремин A.H., Леонтьев A.A. Оценка параметров критической точки // Теплофизика высоких температур. 1975. - Т. 13.-№5.С. 1072-1080.

165. Ohse R.W., Von Tippelskirch Н. The critical constants of the elements and of some refractory materials with high critical temperature // High Temperatures -High Pressures. 1977. - Vol. 7. - P. 367-385.

166. Лебедев С.В., Савватимский А.И. Металлы в процессе быстрого нагревания электрическим током большой плотности // Успехи физических наук. 1984. - Т. 144. - № 2. - С. 215-250.

167. Филиппов JI. П. Методы расчета и прогнозирования свойств веществ. М: Изд-во МГУ, 1988. - 252с.

168. Hess Н., Schneidenbach Н. On the estimation of critical data of transition metals // Z. Metallkd. 1996. - Vol. 87. - № 12. - P. 979-984.

169. Мартынюк M.M. Фазовые переходы при импульсном нагреве. М.: Российский Университет Дружбы Народов, 1999. - 332с.

170. Levashov P.R., Fortov V.E., Khishenko K.V., Lomonosov I.V. Equation of state for liquid metals // Shock Compression of Condensed Matter-1999 / Ed. by M.D. Furnish, L.C. Chhabildas, R.S. Hixson. New York: AIP Press, 2000.-P. 89-92

171. Guggenheim E.A. The principle of corresponding states // J. Chem. Phys.- 1945.-Vol. 13.-P. 252-261.

172. Зельдович Я.Б., Ландау Л.Д. О соотношении между жидким и газообразным состоянием у металлов // ЖЭТФ. 1944. - Т. 14. - № 1-2. С. 32-34.

173. Алексеев В.А., Андреев А.А., Прохоренко В.Я. Электрические свойства жидких металлов и полупроводников // Успехи физических наук. 1972. - Т. 106. - С. 393-429.

174. Grosse A.V. // J. Inorg. Nucl. Chem. 1961. - Vol. 22. - P. 23 (ссылка в 185.).

175. Bernhardt F. // Phys. Z. 1925. - Vol. 26. - P. 265 (ссылка в 185.).

176. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейдлин А.Е. Техническая термодинамика. М: «Энергия», 1968. - 512 с.

177. Ross R.G., Greenwood D.A. // Prog. Mater. Sci. -1969. Vol. 14. - P. 173 (ссылка в 185.).

178. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К. Кикоина.- М.: Энерго-атомиздат, 1976. 1008 с.

179. Ликальтер А.А. О критических параметрах металлов // Теплофизика высоких температур. 1985. - Т. 23. - № 3. - С. 465-471.

180. Jungst S., Knuth В., Hensel F. Observation of singular diameters in the coexistence curves of metals // Physical Review Letters. 1985. - Vol. 55.-No. 20.-P. 2160-2163.

181. Ломоносов И. В. Фазовые диаграммы и термодинамические свойства металлов при высоких давлениях и температурах: Автореф. . докт. физ.-мат. наук. М., 2000. 40 с.

182. Kopyshev V.P., Medvedev A.V. Thermodynamic model of dense and heated matter // Soviet Technology Reviews. Section B. Thermal Physics reviews/ Ed. By A.E. Scheidlin, V.E. Fortov. Yverdon: Harwood Academic Publishers GmbH., 1993. - Vol. 5. - P. 37-93.

183. Левашов П. P. Уравнения состояния жидкой фазы металлов при высоких давлениях и температурах: Автореф. канд. физ.-мат. наук. М., 2000. 20с.

184. Ternovoi V.Ya., Fortov V.E., Kvitov S.V., Nikolaev D.N. Experimentalstudy of lead critical point parameters // Shock Compression of Condensed Matter-1995 / Eds. S. C. Schmidt, W. C. Tao. AIP Press: New York, 1996.-Parti.-P. 81-84.

185. Теплофизика и динамика интенсивных импульсных воздействий /А.В. Бушман, Г.И. Канель, А.Л. Ни, В.Е. Фортов. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1988. - 200 с.

186. Seydel U., Bauhof Н., Fucke W., Wadle H. Thermophysical data for various transition metals at high temperatures obtained by a submicrosec-ond-pulse-heating method // High Temperatures High Pressures. -1979. - Vol. 11. - № 6. - P. 635-642.

187. Seydel U., Fucke W. Experimental determination of critical data of liquid molybdenum // J. Phys. F: Metal Phys. 1978. - Vol. 8. - № 7. - P. LI571.61.

188. Fucke U., Seydel W. Improved experimental determination of critical-point data for tungsten // High Temperatures High Pressures. - 1980. -Vol. 12.-№4.-P. 419-432.

189. Ternovoi V.Ya., Fortov V.E., Filimonov A.S., Kvitov S.V., Nikolaev D.N., Pyalling A. A., Gordon Yu.E. Liquid-vapor phase boundary determination by dynamic experimental method // High Temperatures-High Pressures. 2002. - Vol. 34. - P. 73-79.

190. Lang G., Density of liquid elements // CRC Handbook of Chemistry and Physics / Ed. by D.R. Lide, 1994-1995. London: CRC Press. - Vol. 4. -P. 126-134.

191. Nikolaev D.N., Ternovoi V.Ya, Pyalling A.A., Filimonov A.S. Near-Critical-Point Thermodynamics from Shock Experiments with Porous Ni Samples // International Journal of Thermophysics. 2002. - Vol. 23. -No. 5.-P. 1311-1318.

192. Свойства конденсированных веществ при высоких давлениях и температурах / Под ред. Р.Ф. Трунина; ВНИИЭФ. Арзамас-16: ВНИИЭФ, 1992.-400 с.

193. Жерноклетов М.В., Зубарев В.Н., Сутулов Ю.Н. Адиабаты пористыхобразцов и изэитропы сплошной меди // ЖПМТФ. 1984. - № 1. -С. 119-123.

194. Фортов В.Е., Леонтьев А.А. Кинетика испарения и конденсации при изэнтропическом расширении металлов // Теплофизика высоких температур. 1976. - Т. 14. - № 4. - С.711-717.

195. Агеев В.Г., Бушман А.В., Кулиш М.И., Лебедев М.Е., Леонтьев А.А., Терновой В.Я., Филимонов А.С., Фортов В.Е. Термодинамика плотной плазмы свинца в окрестности кривой высокотемпературного кипения // Письма в ЖЭТФ. 1988. - Т. 48. -№ 11.-С. 608-611.

196. Fortov V.E., Lebedev M.E., Ternovoi V.Ya. Residual temperature measurements of the shocked lead by the fast pyrometer // Rev. Gen. Therm. Fr. 1992. - No. 371. - P. 589-591.

197. Thermophysical Properties of Hot Dense Plasmas / W. Ebeling, A. Foer-ster, V. Fortov, V. Gryaznov, A. Polishchuk. Stuttgart-Leipzig: Teub-ner, 1991.315 р.

198. Griem H.R. Spectral line broadening by plasmas. New York: Academic Press, 1974. - 424 p.

199. Berg H.F., Ali A.W., Lincke R., Griem H.R. Measurements of Stark profiles of neutral and ionized helium and hydrogen lines from shock-heated plasmas in electromagnetic T tubes // Physical Review. 1962. - Vol. 125.-No. l.-P. 199-206.

200. Ahrens J., Bass J.D., Abelson J.R., Shock temperatures in metals // Shock Compression of Condensed Matter 1989 / Ed. By S. C. Schmidt,

201. S. N. Johnson and L. W. Davison. Proceedings of the American Physical Society Topical Conference on Shock Compression of Condensed Matter, Aug. 14-17, 1989, Albuquerque, NM. Amsterdam: Elsevier Science Publ., 1990. - P. 851-857.

202. Елецкий A.B., Панкина JI.A., Смирнов Б.М. Явления переноса в слабоионизованной плазме, Москва Атомиздат. 1975.

203. Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику. М.: Издательство Моск. физ.-техн. ин-та, 1994 - 528 с.

204. Норман Г.Э., Старостин А.Н. Термодинамика сильно неидеальной плазмы // Теплофизика высоких температур. 1970. - Т. 8. - №2. -С. 413-438.

205. Зельдович Я.Б., Ландау Л.Д. О соотношении между жидким и газообразным состоянием у металлов // ЖЭТФ. 1944. - Т. 14. - С. 3234.

206. Райзер Ю.П. О конденсации в облаке испаренного вещества, расширяющегося в пустоту // ЖЭТФ. 1959. - Т. 37. - № 6(12). С. 1741-1750.

207. Анисимов С. И. Об испарении металла, поглощающего лазерное излучение // ЖЭТФ. 1968. - Т. 54. - № 1. - С. 339-342.

208. Knight C.J. Theoretical modeling of rapid surface vaporization with back-pressure // AIAA Journal. 1979. - Vol. 17. - No. 5. - P. 519-523.

209. Knight C.J. Transient vaporization from surface into vacuum // AIAA Journal. 1982. - Vol. 20. - No.7. - P. 950-954.

210. Игошин В.И., Курочкин K.E. Лазерное испарение металла в газовой атмосфере // Квантовая электроника. 1984. - Т. 11. - № 8. - С. 1555-1561.

211. Бронин С.Я., Полищук В.П. Кнудсеновский слой при испарении и конденсации // Теплофизика высоких температур. 1984. - Т. 223. С. 550-556.

212. Брыкин М.В., Воробьев B.C., Шелюхаев Б.П. Состояние пара вблизи испаряющейся поверхности // Теплофизика высоких температур. -1987. Т. 25. - №3. - С. 468-474.

213. Анисимов С.И., Трибельский М.И., Эпельбаум Я.,Г. Неустойчивость плоского фронта испарения при взаимодействии лазерного излучения с веществом // ЖЭТФ. 1980. - Т. 78. - №4. - С. 1597-1605.

214. Prosperetti A., Plesset M.S. The stability of an evaporating liquid surface // Phys. Fluids. 1984. - Vol. 27. - No.7. - P. 1590-1602.

215. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М: Наука, 1986. - 736 с.

216. Kotake S., Glass I.I. Flows with nucleation and condensation // Prog. Aerospace Sc. 1981.-Vol. 19.-P. 129-196.

217. Дейч M.E., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Енергия, 1981.-472 с.

218. Лабунцов Д.А., Авдеев А.А. Механизм нестационарного истечения вскипающей жидкости // Теплофизика высоких температур. 1982. Т. 20. -№2.-С. 288-295.

219. Трунин Р.Ф., Симаков Г.В., Сутулов Ю.Н., Медведев А.Б., Рогозкин Б.Д., Федоров Ю.Е. Сжимаемость пористых металлов в ударных волнах // ЖЭТФ. 1989. - Т. 96. - № 3. - С. 1024-1038.

220. Fortov V.E., Lomonosov I.V. Thermodynamics of extreme state of matter // J.Pure Appl.Chem. 1997. - Vol. 69. - P. 893-903.

221. Экспериментальные данные по ударной сжимаемости и адиабатическому расширению конденсированных веществ при высоких плотностях энергии / М.В. Жерноклетов, В.Н. Зубарев, Р.Ф. Трунин, В.Е. Фортов. Черноголовка: ИХФЧ РАН, 1996. - 385 с.

222. Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. М.: Мир, 1982. - 658 с.

223. Hensel F., Warren W.W. Fluid metals: the liquid-vapor transition of metals. Chichester : Princeton University Press, 1999. - 243 p.

224. Barsukov A.G., Kovrov P.E., Kuligin V.M. // 8th IAEA Conf. 1, 83 (1989).

225. Абрикосов A.A.// Астроном. Ж. 1954. Т. 31. - С. 112-143.

226. Максимов Е.Г., Шилов Ю.И. Водород при высоких давлениях // УФН. 1999. - Т. 169. -С. 1223-1242.

227. Wigner Е., Huntington Н.В. On the possibility of a metallic modification of hydrogen // Journal of Chem. Phys. 1935. - Vol. 3. - P. 764-770.

228. Ashcroft N.W. Metallic hydrogen: a high-temperature superconductor? // Physical Review Letters. 1968. - Vol. 21. - No. 26. - P. 1748-1749.

229. Бровман Е.Г., Коган Ю., Холас А. О структуре металлического водорода при нулевом давлении // ЖЭТФ. 1971. - Т. 61. - № 6(12). -С. 2429-2458.

230. Трубицын В.П. Фазовый переход в кристалле водорода // Физика твердого тела. 1966. - Т. 8. - С. 862-865.

231. Loubeyre P., LeToullec R., Hausermann D., Hanfland M., Hemley R.J.,

232. Мао Н.К., Finger L.W. X-ray diffraction and equation of state of hydrogen at megabar pressures // Nature. 1996. - Vol. 383. -P. 702704.

233. Goncharov A.F., Gregoryanz E., Mao H., Liu Z., Hemley R.J. Optical evidence for a nonmolecular phase of nitrogen above 150 GPa // Physical Review Letters. 2000. - Vol. 85. - P. 1262-1265.

234. Boettger J.C. Equation of state and metallization of neon // Physical Review B. 1986. - Vol. 33. - P. 6788-6791.

235. Filinov V.S., Norman G.E. On phase transition in a non-ideal plasma // Physics Letters. 1975. - Vol. 55A. - No. 4. - 219-220.

236. Bunker A., Nagel S., Redmer R., et al. Dissociation and thermodynamics of dense fluid hydrohen // Physical Review B. 1997. - Vol. 56. - No. 6. - P. 3094-3098.

237. Magro W.R., Ceperley D.M., Pierleoni C., Bernu B. Molecular dissociation in hot, dense hydrogen // Physical Review Letters. 1996. - Vol. 76.-No. 8.-P. 1240-1243.

238. Saumon D., Chabrier G. Fluid hydrogen at high density: the plasma phase transition // Physical Review Letters. 1989. Vol. 62. - P. 23972400.

239. Robnik M., Kundt W. Hydrogen at high pressures and temperatures // Astronomy and Astrophysics. 1983. - Vol. 120. - P. 227-233.

240. Ross M., Ree F.H., Yung D.A. The equation of state of molecular nitrogen at very high density // Journal of Chemical Physics. 1983. - Vol. 79.-No. 3.-P. 1487-1494.

241. Friedli C., Ashcroft N.W. Combined representation method for use in band structure calculations: Application to highly compressed hydrogen // Physical Review B. - 1977. - Vol. 16. - No. 2. - P. 662-672.

242. Ichimaru S. Statistical Plasma Physics II. Reading :Addison-Wesley1. Publ.Co, 1994.-342 p.

243. Saumon D., Chabrier G. Fluid hydrogen at high density: Pressure dissociation // Physical Review A. 1991. - Vol. 44. - No 8. - P. 5122-5141.

244. Nellis W.J., Holmes N.C., Ross M. Temperature measurements of shock compressed liquid hydrogen: implication for the interior of Jupiter // Science. 1995. - Vol. 269. - P. 1249-1252.

245. Nellis W.J., Weir S.T., Mitchell A.C. Electrical conductivity and metallization of fluid hydrogen in the pressure range 90-180 GPa (0.9-1.8 Mbar) // LLNL Report UCRL-JC 126769, 1997. 55 p.

246. High-Pressure Research: Application to Earth and Planetary Sciences / ed. by Y. Syono and H. Manghnani. -Tokio: Terra Scientific, 1992 393 P

247. Holmes N.C., Ross M., Nellis W.J. Temperature measurements and dissociation of shock-compressed liquid deuterium and hydrogen // Physical Reviw B. 1995. - Vol. 52. -No. 22. - P. 15835-15845.

248. Nellis W.J., Mitchell A.C., McCandless P.C., Erskine D.J., Weir S.T. Electronic energy gap of molecular hydrogen from electrical conductivity measurements at high shock pressues // Physical Review Letters -1992. Vol. 68. - P. 2937-2940.

249. Mitchell A.C., Keeler R.N. Technique for accurate measurement of the electrical conductivity of shocked fluids // Review of Scientific Instruments. 1968. - Vol. 39. -No. 4. P. 513-522.

250. Wlodarczyk E. On some properties of shock gas-compression by a heavy piston // Journal of Technical Physics. 1979. - Vol. 20. - No. 3. - P. 315-330.

251. Da Silva L.B., Celliers P., Collins G.W., Budil K.S., Holmes N.C., Bar-bee Jr. T.W., Hammel B.A., Kilkenny J.D., Wallace R.J., Ross M., Cau-ble R. Absolute Equation of State Measurements on Shocked Liquid

252. Deuterium up to 200 GPa (2 Mbar) // Physical Reviw Letters. 1997. -Vol. 78.-483-486.

253. Yuranek H., Redmer R., Ropke G., Fortov V.E., Pyalling A. A comparative study for the equation of state of dense fluid hydrogen // Contrib. Plasma Phys. 1999. - Vol. 39. - P. 101-110.

254. Erskine D. J. High pressure Hugoniot of sapphire // High Pressure Science and Technology 1993 / Eds. S.C.Schmidt, J.W.Shaner, G.A.Samara, M.Rosss. - New York: AIP Press, 1994. - Part 1. - P. 141144.

255. Nellis W.J., Mitchell A.C., Van Thiel M., Devine G.J., Trainor R.J. Equation of state data for molecular hydrogen and deuterium at shock pressures in the range 2-76 GPa (20-760 kbar) // Journal of Chem. Phys. 1983. - Vol. 79. - No. 3. - P. 1480-1486.

256. Жарков B.H., Трубицин В.П. Физика планетных недр. М.: Наука, 1980.-448 с.

257. Strongly coupled plasma physics / Ed. by H. M. Van Horn and S. Ichi-maru, 1993. Rochester: University of Rochester Press. P. 347.

258. Strongly coupled plasma physics / Ed. by H. M. Van Horn and S. Ichi-maru, 1993. Rochester: University of Rochester Press. P. 77.

259. Schlanges M., Bonitz M., Tschttschjan A. Plasma phase transition in fluid hydrogen-helium mixtures // Contrib. Plasma Phys.- 1995. -Vol. 35. No. 2.-P. 109-125.

260. McQueen R.G., March S.P. High explosive systems for equation-of-state studies // Shock waves in condensed matter 1987 / Ed. by S.C. Schmidt, N.C. Holmes. - Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., 1988.-P. 107-110.

261. Ternovoi V.Ya., Filimonov A.S., Fortov V.E., Kvitov S.V., Nikolaev D.N., Pyalling A.A. Thermodynamic properties and electrical conductivity of hydrogen under multiple shock compression to 150 GPa // Physica В.-1999.-Vol. 265.- P. 6-11.

262. Gudkova T.V., Zharkov V.N. Models of Jupiter and Saturn after Galileo mission // Planetary and Space Science. 1999. - Vol. 47. - P. 12011210.

263. Saumon D., Chabrier G., Van Horn H.M. An equation of state for low-mass stars and giant planets // J. Suppl. Ser. 1995. - Vol. 99. - No. 2. -P. 713-741.

264. Juranek H., Redmer R. Self-consistent fluid variational theory for pressure dissociation in dense hydrogen // Journal of Chemical Physics. -2000. Vol. 112. - No. 8. - P. 3780-3786.

265. Von Zahn U., Hunten D.M., Lehmacher G. Helium in Jupiter's atmosphere: Resultsfrom the Galileo Probe Helium Interferometer Experiment // J. Geophys. Res. 1998. - Vol. 103. - P. 22815-22829.

266. Nellis W.J. Metallization of fluid hydrogen at 140 GPa (1.4Mbar): implication for Jupiter. // Planetary and Space Science. 1999. - Vol. 47. -P. 1201-1210.

267. Collins G.W., Celliers P.M., Gold D.M., Da Silva L.B., Cauble R. Shock compression experiments and reflectivity measurements in deuterium upto 3.5 Mbar using the Nova laser // Contrib.Plasma Phys. 1999. - Vol. 39.-No. 1-2.-P. 13-16.

268. Nellis W.J., Holmes N.C., Mitchell А.С., Trainor R.J., Governo G.K., Ross M., Young D.A. Shock Compression of Liquid Helium to 56 GPa (560 kbar) // Physical Review Letters. 1984. - Vol. 53. - № 13. - P. 1248-1251.

269. Gengenbach R., Strunck J., Toennies J. He-H2 Potential parameters from molecular beam scattering experiments // Journal of Chemical Physics. -1971. Vol. 54. - No. 4. - P. 1830-1832.

270. Ree F.H. Phase changes and chemistry at high pressures and temperatures // Shock waves in condensed matter 1987 / Ed. by S.C. Schmidt, N.C. Holmes. - Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., 1988. - P. 125-130.

271. Ross M. The dissociation of dense liquid nitrogen // Journal of Chemical Physics. 1987. - Vol. 86. - No. 12. - P. 7110-7118.

272. Hubbard W.B., Guillot Т., Marley M.S., Burrows A., Lunine J.I., Sau-mon D.S. Comparative evolution of Jupiter and Saturn // Planetary and Space Science. 1999. - Vol. 47. - P. 1175-1182.

273. Зубарев B.H., Телегин Г.С. Ударная сжимаемость жидкого азота и твердой углекислоты // ДАН СССР. -1962. Т. 142. - № 2. - С. 309314.

274. Ross М., Ree F.H. Repulsive forces of simple molecules and mixtures at high density and temperature // Journal of Chemical Physics. 1980.

275. Vol. 73. № 12. - P. 6146-6152.

276. Nellis W.J., Mitchell A.C. Shock compression of liquid argon, nitrogen, and oxigen to 90 GPa (900 Kbar) // Journal of Chemical Physics. 1980. - Vol. 73. - № 12. - P. 6137-6145.

277. Nellis W.J., Holmes N.C., Mitchell A.C., Thiel M. Phase transition in fluid nitrogen at high densities and temperatures // Physical Review Letters. 1984. - Vol. 53. - № 17. - P. 1661-1664.

278. Ross M. The dissociation of dense liquid nitrogen // Journal of Chemical Physics. 1987. - Vol. 86. - № 12. - P. 7110-7118.

279. Radousky H.B., Nellis W.J., Ross M., Hamilton D.C., Mitchell A.C. Molecular dissociation and shock-induced cooling in fluid nitrogen at high densities and temperatures // Physical Review Letters. 1986. -Vol. 57. - № 19. - P. 2419-2422.

280. Asay J.R. Isentropic compression experiments on the Z accelerator // Shock Compression in Condensed Matter 1999 / Ed. by M.D. Furnish, L.C. Chhabildas, R.S. Hixson. - Melville, New York: AIP Press, 2000. -P. 261-266.

281. Hamilton D.C., Ree F.H. Chemical equilibrium calculations on the mo-lecular-to-nonmolecular transition of shock compressed liquid nitrogen // Journal of Chemical Physics. 1989. - Vol. 90. - No. 9. - P. 4972-4981.