Динамика плазмы, образованной при протекании мегаамперных токов через твердотельные нагрузки тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

На правах рукописи УДК 533.9

АНАНЬЕВ Сергей Станиславович

ДИНАМИКА ПЛАЗМЫ, ОБРАЗОВАННОЙ ПРИ ПРОТЕКАНИИ МЕГААМПЕРНЫХ

ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ ЧЕРЕЗ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ

Специальность 01.04.08 - физика плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

г

Москва — 2010

(Г

- з ИЮН 2010

004603169

Работа выполнена в Отделении прикладной физики ИЯС РНЦ «Курчатовский институт»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

Калинин Юрий Григориевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Красюк Игорь Корнелиевич

доктор физико-математических наук, Никулин Валерий Яковлевич

Ведущая организация: Государственный научный центр

Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (г.Троицк)

Защита состоится «_»_2010 г. в_часов

на заседании диссертационного совета Д 520.009.02 при РНЦ «Курчатовский институт» по адресу: 123182, Москва, пл. Курчатова, РНЦ Курчатовский институт

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РНЦ «Курчатовский институт».

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. наук

Демура А.В.

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Одним из наиболее простых способов получения плотной высокотемпературной плазмы является сжатие вещества под действием магнитного поля протекающего через вещество тока (пинч-эффект). Именно этот способ (микросекундный 2-тнч) был использован в первых работах по УТС. Прогресс в развитии мощной импульсной наносекундной техники в 70-х годах прошлого столетия привел к новому всплеску исследований динамики г-пинчей сантиметровых размеров и нагрузок других конфигураций (Х- и микро-' пинчи, одиночные проволочки и т.д.) при протекании мегаамперных токов. В первую очередь это обусловлено появившимися в связи с этим перспективами их использования для реализации инерциапьного УТС [1, 2], моделирования рентгеновских мишеней и создания на её основе эффективных источников ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения с неординарными мощностными и яркостными характеристиками. Кроме того, изучение динамики плазмы, обладающей в таких объектах нетривиальными свойствами и уникальными параметрами, имеет самостоятельный интерес в рамках исследований физики экстремального состояния вещества.

Вне зависимости от типа нагрузок малых размеров, для подвода больших мощностей к ним, требуется использовать вакуумные магнитоизолированные транспортирующие линии (ВТЛ) с большими линейными плотностями тока. Транспортирующие свойства линий могут существенно ухудшаться при формировании плазменного слоя на поверхности электродов ВТЛ (при их нагреве протекающим током), а также из-за перекрытия вакуумного промежутка плазмой. Увеличение токовых потерь может также происходить в результате уменьшения проводимости <

электродов при их взрыве и росту в связи с этим электронных и ионных утечек. Поэтому изучение поведения материала электродов ВТЛ и работы самой линии в условиях столь высоких нагрузок представляется одной из ключевых задач, которые необходимо решить в обоснование проекта УТС реактора на основе быстрого г-пинча [3]. Вопрос о токовых утечках важен также при конструировании диодных узлов минимальной индуктивности сильноточных генераторов мультимегаамперного диапазона.

Представленная работа содержит результаты выполненных в 20062009 гг. экспериментальных исследований динамики плазмы, образующейся в диоде сильноточного генератора при пропускании мегаамперных токов через различные типы нагрузок. В качестве последних использовались цилиндрические многопроволочные сборки (выполненные из проволочек различного химического состава), многопроволочные Х-пинчи, а также отрезки вакуумной линии с магнитной самоизоляцией, работающие при экстремальных значениях удельных токовых величин - погонной плотности тока до 7 МА/см. Существенное место уделено также разработке новых методов диагностики, в том числе созданию системы регистрации рентгеновских спектральных линий многозарядных ионов с наносекундным временным разрешением.

Целями диссертационной работы являются:

1. Развитие методов диагностики импульсной плазмы на мегаамперном сильноточном генераторе С-300.

2. Экспериментальные исследования некоторых аспектов динамики

плазмы при обжатии мегаамперными токами многопроволочных сборок различного химического состава;

3. Исследования динамики плазмы и излучательных свойств многопроволочного Х-пинча при протекании мегаамперных токов;

4. Исследование динамики плазмы и транспортирующих свойств отрезка транспортирующей линии с магнитной самоизоляции при экстремальных погонных плотностях тока.

Научная новизна.

1. Впервые при магнитной имплозии различных нагрузок (2- и Х-пинчи) в момент времени, близкий к максимальному сжатию удалось зарегистрировать изменения формы и структуры изображения плазменных объектов за времена (2-ь5)-10"ш с.

2. Впервые проведены экспериментальные исследования Х-пинча при токах более 2 МА; показано, что формируется плазменный объект с яркостью излучения выше 1015 Вт/(см2ср) в диапазоне энергий квантов 1-гЗ кэВ, при размере излучающего объекта ~20мкм и мощности ~ 120 ГВт, что в несколько раз превосходит полученные ранее значения.

3. Впервые в экспериментах по имплозии многопроволочных сборок мегаамперными токами зарегистрированы спектры [Н]- и [Не]- ионов алюминия с наносекундным временным разрешением, по которым определены параметры образующейся при этом плазмы.

4. Впервые экспериментально показано, что, несмотря на электрический взрыв материала электродов, отрезки линий с магнитной самоизоляцией при линейных плотностях тока до 7 МА/см не закорачиваются плазмой и не теряют своих транспортирующих свойств в течение 220*350 не.

Практическая значимость.

1. Результаты исследований динамики плазмы при протекании токов более 2 МА по многопроволочным Х- пинчам показали возможность создания на их основе источника рентгеновского излучения с уникальными яркостными и мощностнымй характеристиками, перспективного для использования в радиографии.

2. Модельные эксперименты показали принципиальную возможность создания линий с магнитной самоизоляцией, работающих при линейных плотностях токов до 7 МА/см, что необходимо для создания генераторов тока в десятки мегаампер и удовлетворяет требованиям проекта термоядерного реактора на основе быстрых 2-пинчей.

3. Методы диагностики, разработанные или модифицированные в процессе выполнения диссертационной работы, представляют самостоятельный интерес и могут применяться в других плазменных экспериментах и исследованиях прочих быстропротекающих процессов.

Личный вклад автора.

Автором разработаны и реализованы системы электронно-оптического фотографирования плазмы, с помощью которых, а также методом лазерного зондирования исследована динамика плазмы различной концентрации в Х- и 2- пинчах и отрезках линий с магнитной изоляцией. Разработана методика регистрации рентгеновских спектров с наносекундным временным разрешением, получены рентгеновские спектры [Н]- и [Не]-подобных ионов алюминия. Все экспериментальные данные по вынесенным на защиту положениям и их обработка получены автором самостоятельно или с его определяющим участием.

Автор выносит на защиту следующие положения:

1. Развитие диагностического комплекса сильноточного генератора Стенд-300, в частности, разработку и создание новых электронно-оптических систем фотографирования плазмы в оптическом диапазоне - шестикадровой с наносекундными экспозициями, трехкадровой с субнаносекундными временами экспозиции.

2. Перевод на цифровую регистрацию полутоновых изображений в системах электронно-оптических диагностик и в схеме лазерного зондирования.

3. Результаты экспериментальных исследований динамики плазмы и транспортирующих свойств отрезков линий с магнитной самоизоляцией при мегаамперных линейных плотностях тока.

4. Результаты экспериментальных исследований динамики плазмы при сжатии многопроволочных сборок в виде 2- и Х-пинчей мегаамперными токами.

5. Разработку методики регистрации рентгеновских спектров высокоионизованных ионов с наносекундным временным разрешением.

6. Регистрацию рентгеновских спектров [Н]- и [Не]-подобных ионов алюминия и магния при сжатии многопроволочных сборок мегаамперными токами.

Достоверность работы.

Достоверность результатов и выводов диссертации основана на большом объеме экспериментальной информации, полученной с помощью набора взаимодополняющих диагностических методик. Экспериментальные результаты согласуются с результатами, полученными на других установках,

а также численными теоретическими расчетами. Часть результатов подтверждена в более поздних работах других экспериментальных групп.

Апробация работы.

Результаты исследований, положенные в основу диссертации, докладывались и обсуждались на конференциях по физике плазмы и УТС (Звенигород) в 2006-2010 годах, на конференции «ЕАРРС'06» (Chengdu, China, 2006), «33rd European Physical Society Conference on Plasma Physics» (Roma, Italy, 2006), «21st IAEA Fusion Energy Conference» (Chengdu, China, 2006), международных конференциях «физика экстремальных состояний вещества» в 2006-2009 годах, на Втором Всероссийском семинаре по Z пинчам (2006), на Научной сессии МИФИ-2007, на XII Всероссийской конференции «Диагностика высокотемпературной плазмы» (2007), «PPPS-2007» (USA, 2007), International congress on plasma physics ICPP (Fukuoka, Japan, 2008), The 35th IEEE International Conference on Plasma Science (Karlsruhe, Germany, 2008), The 7th International Conference on Dense Z-pinches (Alexandria, Virginia, USA, 2008), 17th International Conference on High-Power Particle Beams (Xi'an, China, 2008), на VI Российском семинаре "Современные методы диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды" (2008), "4th International Conference On The Frontiers Of Plasma Physics And Technlogy" (Kathmandu, Nepal, 2009) а также на Курчатовской моложёной школе в 2006-2009 годах и на семинарах отдела ОПФ ИЯС.

По материалам, представленным в диссертации опубликованы 6 работ в журналах, входящих в список ВАК а также два препринта РНЦ Курчатовский институт.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 166 стр., включая 61 рисунок и список литературы, общим числом 61 наименование.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи, достигаемые в процессе проводимых исследований; определены научная новизна и практическая значимость работы; приведены защищаемые положения.

В первой главе диссертационной работы кратко описаны технические и электрические характеристики сильноточного генератора «Стенд-300» ( ток до 3,5 МА с временем нарастания 100 не) [4], а также диагностические методики, используемые в экспериментальных исследованиях, представленных в данной работе. Условно, диагностический комплекс можно разделить на электротехнические и физические диагностики. Первые служили для измерения и контроля параметров модулей С-300 и тока установки при ее настройке, отладке и при проведении на ней физических экспериментов. Вторые представлены различными датчиками рентгеновского излучения в широком спектральном диапазоне (от ~10 до 10б эВ), электронно-оптическими камерами, позволяющими регистрировать с высоким временным разрешением динамику плазменных образований как в хронографическом (в оптическом диапазоне), так и в кадровом (в оптическом и в рентгеновском диапазонах) режимах. Использовались также кристаллические рентгеновские спектрографы, а также система многокадрового лазерного зондирования. На примере сильноточного генератора С-300 подчёркиваются некоторые особенности постановки диагностик на больших установках.

Во второй главе описываются изменения в диагностическом комплексе установки Стенд-300, произведённые автором, а именно:

— В дополнение к задействованным ранее электронно-оптическим камерам была введена в состав диагностического комплекса и отлажена уникальная камера ЛВЭ-6, позволившая уменьшить длительность экспозиции кадровой фотосъемки до времен 0,25 не.

— Разработана универсальная фотоприставка на основе цифровой фотокамеры. С её помощью стало возможным производить цифровую регистрацию полутоновых изображений с экранов электронно-оптических камер, отказавшись от регистрации на фотографическую плёнку или фотопластинки при сохранении качества изображения. Система регистрации управляется дистанционно и может работать в условиях высоких электромагнитных наводок. На цифровую диагностику переведена также регистрирующая часть системы пятикадрового лазерного зондирования [5].

— Создана 6-кадровая система фотографирования плазменных образований в видимом свете на основе ЭОП, призванная заменить старую систему кадрового фотографирования на основе трёх двухкаскадных сборок ЭОП с регистрацией на фотоплёнку. Она позволяет получать 6 последовательных кадров с временем между последовательными кадрами 10 не. Регистрация ведётся на цифровую фотокамеру. Созданная система компактна, мобильна, проста и удобна в юстировке и эксплуатации.

Третья глава посвящена исследованиям работы линий с магнитной изоляцией с экстремальными линейными плотностями тока. Экспериментально было показано, что при пропускании тока с линейной плотностью до 7 МА/см по модели линии с магнитной самоизоляцией входной и выходной токи отличаются менее чем на 10 % в течение 230 ч-320 не в зависимости от материала центрального электрода. Перезамыкание зазора плазмой и сильное расхождение осциллограмм входного и выходного токов происходит в близкие моменты времени. Динамика разлета плазмы электродов, изготовленных из различных материалов, может отличаться

существенным образом, как по скорости перекрытия межэлектродного промежутка, так и по скорости развития неустойчивостей во внешних плазменных слоях. Не было обнаружено монотонного роста момента перезакоротки от атомного веса материала, хотя такая зависимость может быть замаскирована эффектами, которые зависят от десорбции растворенных в металле газов при нагреве. Сделан вывод, что время эффективного функционирования модели ВТЛ удовлетворяет требованиям к транспортирующим линиям, которые предъявляет концептуальный проект термоядерного реактора, разработанный в лаборатории «Сандия» (США).

В четвёртой главе описываются эксперименты по имплозии многопроволочных металлических сборок при протекании токов мегаамперного диапазона.

В первой части представлены результаты экспериментов по имплозии многопроволочных Х-пинчей при токах до 2,3 МА. Исследовались сборки из различного количества проволочек; варьировались также их диаметр и материал. Проведенные экспериментальные исследования многопроволочных Х-пинчей из различных материалов и с различным количеством проволочек подтвердили основные закономерности динамики Х-пинчей, сформулированные при существенно меньших токах (например, [6, 7]).

Вторая часть содержит описание экспериментов по сжатию цилиндрических проволочных сборок, состоящих из алюминиевых проволок. Различными диагностиками была зафиксирована характерная динамика схлопывания многопроволочных сборок, развивающаяся по сценарию «затянутого плазмообразования». На основе данных комплекса диагностик высказаны предположения относительно механизмов обнаруженных эффектов образования второго пика напряжения (индуктивности), генерации пиков рентгеновского излучении при некомпактном сжатии с образованием

трубчатой структуры. Описаны результаты полученного впервые электронно-оптического фотографирования имплодирующего лайнера с субнаносекундными длительностями экспозиций в оптическом диапазоне. Приведены результаты интегральных по времени рентгеноспектральных измерений, а также их анализ.

Пятая глава посвящена описанию разработанной автором уникальной методики регистрации рентгеновских спектров многозарядных ионов с наносекундным временным разрешением. Она была реализована на основе кристаллического спектрографа в сочетании со сцинтиллятором, преобразующим рентгеновское излучение в видимое, регистрируемое щелевой оптической камерой. Эта диагностика была успешно применена в экспериментах по сжатию алюминиевых многопроволочных сборок на сильноточном генераторе С-300. Впервые в экспериментах по имплозии многопроволочных сборок мегаамперными токами зарегистрированы спектры [Н]- и [Не]- ионов алюминия с наносекундным временным разрешением. Одновременное разгорание резонансных линий [Н]- и [Не]-ионов алюминия дает основания полагать, что до сжатия основной массы лайнера на ось приходит уже горячая плазма с электронной температурой в несколько сот электронвольт. Дальнейший рост их интенсивностей связан с ростом массы излучающей плазмы.

Обработка спектров с использованием стационарной ударно-столкновйтельной модели с учётом поглощения излучения в виде фактора ускользания подтверждает приведенные соображения. Для разных экспериментов получены следующие значения параметров плазмы (3-М4)-1019 см'3, Те ~ (0,3-И) кэВ; по доплеровскому уширению линий определялась средняя поперечная энергия ионов алюминия - Т| составляла величину в несколько десятков килоэлектронвольт. Разрыв Т; и Те

демонстрирует, что в алюминиевой плазме с нашими параметрами кинетическая энергия неэффективно передаётся электронам.

Поскольку результаты расчёта демонстрируют немонотонный временной ход параметров плазмы в одном эксперименте, можно предположить, что излучение в различные моменты времени соответствует разным областям плазмы. Подтверждением этому является часто наблюдаемая многоточечная структура вдоль оси излучающего пинча, а наша спектральная диагностика не обладает пространственным разрешением.

В заключении перечисляются основные результаты и выводы диссертационной работы:

1. Произведена модернизация диагностического комплекса сильноточного генератора С-300:

а. переведены на цифровую регистрацию изображений электронно-оптическая хронография в видимом диапазоне спектра, лазерное теневое фотографирование, многокадровое фотографирование в МРИ и ВУФ диапазонах;

б. в диагностический комплекс установки С-300 введена новая система многокадрового фотографирования плазмы в оптическом диапазоне с субнаносекундными временами экспозиции;

в. создана и введена в эксплуатацию новая система шестикадрового фотографирования плазмы в оптическом диапазоне с регистрацией изображений на цифровую фотокамеру.

2. Проведены исследования динамики плазмы в модели ВТЛ и ее транспортирующих свойств при протекании токов с линейной плотностью до 7 МА/см. Показано, что фазовые превращения и электрический взрыв электродов на конечном уничтожаемом участке транспортирующей линии не являются препятствием для передачи энергии к мишени. Экспериментальные

результаты хорошо согласуются с расчетами взрыва электродов и последующего разлета плазменного слоя. Сделан вывод, что время эффективного функционирования модели ВТЛ удовлетворяет требованиям к транспортирующим линиям, которые предъявляет концептуальный проект термоядерного реактора и что необходимо для создания генераторов тока в десятки мегаампер.

3. Впервые проведены экспериментальные исследования Х-пинча при токах более 2 МА. В ходе экспериментов были подтверждены основные закономерности динамики Х-пинчей, сформулированных при существенно меньших токах. Показано, что формируется плазменный объект с яркостью излучения в диапазоне энергий квантов 1-3 кэВ выше 1015 Вт/(см2ср), при размере ~ 20 мкм и мощности ~ 120 ГВт, что в несколько раз превосходит полученные ранее значения. С помощью электронно-оптической хронографии в районе перекрестия Х-пинча зарегистрирована структура, которую можно трактовать как минидиод. Его образование сопровождается жестким рентгеновским излучением в диапазоне энергий квантов сотни киловольт. Обнаружен эффект кратковременного «зажигания» вдоль оси X-пинча ярких областей, излучающих в оптическом диапазоне. Их пространственное положение коррелирует с местом нахождения горячих точек, а время существования - с импульсами мягкого рентгеновского излучения.

4.а. Эксперименты с цилиндрическими многопроволочными нагрузками из различных материалов показали, что сжатое состояние вольфрамовых лайнеров является более компактным, чем сжатое состояние алюминиевых (характерный поперечный размер пинча для вольфрамовых сборок порядка 0,3+0,5 мм, для алюминиевых ~ 2 мм); вложенные сборки из алюминия сжимаются стабильнее, чем одиночные. Генерация рентгеновского излучения в киловольтном диапазоне происходит из оболочки с внутренней

цилиндрической «полостью» диаметром 1*1,5 мм. Существование этой «полости» можно объяснить наличием на оси сборки относительно слабоизлучаю щей плазмы с вмороженным в неё магнитным полем; их суммарное давление препятствует сжатию вещества лайнера. Появление двух пиков напряжения на стадии сжатия свидетельствует о наличии двух фаз увеличения индуктивности. В качестве возможных причин рассмотрен процесс неодновременного сжатия внутренней и внешней сборки, а также образование при сжатии некой сложной структуры, например спиральной, индуктивность которой существенно выше, чем коаксиальная конфигурация с линейным центральным проводником.

4.6. Впервые обнаружены быстрые, с характерными временами (2+ 5)10'шсек, изменения структуры свечения в имплодирующем лайнере. Это свидетельствует о наличии быстрых гидродинамических процессов в наружной, относительно разреженной плазме, которые могут являться дополнительным механизмом трансформации электромагнитной энергии в тепловую.

4.в. В экспериментах с двухоболочечными алюминиевыми сборками вещество внешней оболочки «проваливалось» сквозь внутреннюю оболочку с переключением тока на нее (такой же эффект наблюдался и в экспериментах с нагрузками из более тяжёлых материалов [8]). Излучение плазмы определяется, в основном, той оболочкой, которая набирает больше энергии при имплозии

5. Создана методика регистрации рентгеновских спектральных линий с временным разрешением. Используя созданную систему, впервые в экспериментах по имплозии многопроволочных сборок мегаамперными токами зарегистрированы спектры [Н]- и [Не]- ионов алюминия с наносекундным временным разрешением. Временной ход резонансных линий [Н]- и [Не]- ионов алюминия дает основания полагать, что до сжатия

основной массы лайнера на ось приходит уже горячая плазма с электронной

температурой в несколько сот электронвольт.

Литература

1. R.B.Spielman, C.Deeney, G.A.Chandler, M.R.Douglas, D.L.Fehl, M.K.Matzen et al.;"Tungsten wire-array Z-pinch experiments at 200 TW and 2 MJ" // Physics of Plasmas, 5(5), p.2105-2116, 1998.

2. Г.В.Месяц, "Импульсная энергетика и электроника" //Наука, Москва, 2004.

3. Бакшаев Ю.Л., Бартов А.В., Блинов П.И. и др. "Исследование динамики приэлектродной плазмы в сильноточной магнитоизолированной транспортирующей линии" // Физика плазмы, 2007. том 33, № 4, СС. 291-303.

4. Blinov P., Chernenko A., et al. "Study of imploding plasmas on S-300 machine" // Proceedings of BEAMS'2000, Nagaoka, 25-30. 06.2000, v.l, p 76-79.

5. С.С.Ананьев "Регистрация полутоновых изображений на импульсных сильноточных установках в условиях сильных электромагнитных полей" // Препринт РНЦ КИ. 2006

6. V.L.Kantsyrev, D.A.Fedin, A.S.Shlyaptseva et al., "Energetic electron beam generation and anisotropy of hard x-ray emission from 0.9 to 1.0 MA high-Z X pinches" // Phys. Plasmas 10,2519 (2003).

7. T.A.Shelkovenko, S.A.Pikuz, J.D.Douglass et al, "Multiwire x-pinches at 1-ma current on the cobra pulsed-power generator" // IEEE Trans. Plasma Sci. 34, 2336 (2006).

8. Ю.Г.Калинин, А.С.Кингсеп, В.П.Смирнов и др. "Эксперименты по имплозии гетерогенных многопроволочных сборок на установке С-300" // Физика Плазмы, 2006, том 32, N 8, с. 714-726 .

Публикации автора по теме диссертации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в

журналах, включённых ВАК РФ в перечень ведущих реферируемых

журналов и изданий:

1. С. С. Ананьев, Ю.Л. Бакшагв, П.И. Блинов и др. "Исследования мегаамперного многопроволочного Х-пинча" // Письма в ЖЭТФ. 2008. Т. 87. В. 7. С. 426.

2. С. С. Ананьев, Ю.Л. Бакшагв, П.И. Блинов и др. "Исследования динамики плазмы в Х-пинчах мегаамперного диапазона" // Физика плазмы, 35, № б, с. 507-519 (2009)

3. С.С.Ананьев, Ю.Л. Бакшаев, A.B. Бартов и др. "Моделирование сильноточных линий с магнитной самоизоляцией в рамках концептуального проекта импульсного термоядерного реактора на Z-пинчах" // Вопросы атомной науки и техники. Серия Термоядерный синтез. Вып.4, с.3-24, 2008

4. С.С. Ананьев, Ю.Л. Бакшаев, A.B. Бартов и др. "Транспортирующие свойства сильноточной магнитоизолированной передающей линии и динамика приэлектродной плазмы" // Физика плазмы, Т. 34, № 7, с. 627-640 (2008)

5. С.С. Ананьев, С. А. Данько, Ю.Г. Калинин "Регистрация рентгеновских спектров ионов алюминия с временным разрешением при сжатии проволочных сборок мегаамперными токами" // Вопросы атомной науки и техники. Серия Термоядерный синтез. 2009, вып. 2, с 43-51

6. Fan Ye, Yi Qin, Shuqing Jiang, S. S. Anan 'ev, S. A. Dan 'ko and al. "A time-resolved spectroscopic diagnostic based on fast scintillator and optical fiber array for z-pinch plasmas" // Review of Scientific Instruments 80, 106105,2009

Подписано в печать 25.03.2010. Формат 60x90/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 80. Заказ 22

Отпечатано в РНЦ «Курчатовский институт» 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1

Введение.

Глава 1. Генератор сильноточных электрических разрядов Стенд-300 и диагностический комплекс.

1.1. Сильноточный генератор С

1.2. Особенности диагностических систем сильноточных генераторов.

1.3. Диагностический комплекс установки.

1.3.1. Электрические измерения.

1.3.2. Системы электронно-оптического фотографирования в оптическом диапазоне.

1.3.3. Лазерное теневое зондирование.

1.3.4. Рентгеновские диагностики.

Глава2. Модернизация диагностического комплекса установки С

2.1. Регистрация полутоновых изображений на цифровые камеры.

2.2. Модернизация электронно-оптических диагностик.

2.3. Перевод регистрации теневых изображений нагрузки, получаемых с помощью лазерного зондирования, на ПЗС.

Результаты.

Глава 3. Исследования работы линий с магнитной изоляцией с экстремальными линейными плотностями тока.

• Постановка эксперимента и используемые диагностики.

• Результаты экспериментов.

• Некоторые особенности динамики катодной плазмы.

• Выводы.

Глава 4. Эксперименты по имплозии многопроволочных металлических сборок при протекании токов мегаамперного диапазона.

4.1. Исследование мегаамперного многопроволочного Х- пинча.

• Постановка эксперимента.

• Результаты экспериментов.

• Изучение динамики плазменных объектов с помощью электронно-оптической фотографии в видимом диапазоне.

• Выводы.

4.2. Исследования механизмов образования и нагрева плазмы сильноточного Z-пинча.

• Результаты экспериментов.

• Рентгеноспектральные изменения.

• Результаты.

Глава 5. Регистрация временного хода характеристических линий ионов в рентгеновском диапазоне.

• Схема регистрации рентгеновских спектров.

• Некоторые особенности экспериментов на установке С

• Спектральное и временное разрешение.

• Эксперименты с алюминиевыми проволочными сборками.

• Результаты.

Актуальность темы.

Одним из наиболее простых способов получения плотной высокотемпературной плазмы является сжатие вещества под действием магнитного поля протекающего через вещество тока (пинч-эффект). Именно этот способ (микросекундный Z-пинч) был использован в первых работах по УТС. Прогресс в развитии мощной импульсной наносекундной техники в 70-х годах прошлого столетия привел к новому всплеску исследований динамики Z-пинчей сантиметровых размеров и нагрузок других конфигураций (Х- и микро- пинчи, одиночные проволочки и т.д.) при протекании мегаамперных токов. В первую очередь это обусловлено появившимися в связи с этим перспективами их использования для реализации инерциального УТС [1, 2], моделирования рентгеновских мишеней и создания на её основе эффективных источников ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения с неординарными мощностными и яркостными характеристиками. Кроме того, изучение динамики плазмы, обладающей в таких объектах нетривиальными свойствами и уникальными параметрами, имеет самостоятельный интерес в рамках исследований физики экстремального состояния вещества.

Вне зависимости от типа нагрузок малых размеров, для подвода больших мощностей к ним, требуется использовать вакуумные магнитоизолированные транспортирующие линии (BTJ1) с большими линейными плотностями тока. Транспортирующие свойства линий могут существенно ухудшаться при формировании плазменного слоя на поверхности электродов BTJI (при их нагреве протекающим током), а также из-за перекрытия вакуумного промежутка плазмой. Увеличение токовых потерь может также происходить в результате уменьшения проводимости электродов при их взрыве и росту в связи с этим электронных и ионных утечек. Поэтому изучение поведения материала электродов ВТЛ и работы самой линии в условиях столь высоких нагрузок представляется одной из ключевых задач, которые необходимо решить в обоснование проекта УТС реактора на основе быстрого Z-пинча [3]. Вопрос о токовых утечках важен также при конструировании диодных узлов минимальной индуктивности сильноточных генераторов мультимегаамперного диапазона.

Представленная работа содержит результаты выполненных в 2006-2009 гг. экспериментальных исследований динамики плазмы, образующейся в диоде сильноточного генератора при пропускании мегаамперных токов через различные типы нагрузок. В качестве последних использовались цилиндрические многопроволочные сборки (выполненные из проволочек различного химического состава), многопроволочные Х-пинчи, а также отрезки вакуумной линии с магнитной самоизоляцией, работающие при экстремальных значениях удельных токовых величин - погонной плотности тока до 7 МА/см. Существенное место уделено также разработке новых методов диагностики, в том числе созданию системы регистрации рентгеновских спектральных линий многозарядных ионов с наносекундным временным разрешением.

Целями диссертационной работы являются:

1. Развитие методов диагностики импульсной плазмы на мегаамперном сильноточном генераторе С-300.

2. Экспериментальные исследования некоторых аспектов динамики плазмы при обжатии мегаамперными токами многопроволочных сборок различного химического состава;

3. Исследования динамики плазмы и излучательных свойств многопроволочного Х-пинча при протекании мегаамперных токов;

4. Исследование динамики плазмы и транспортирующих свойств отрезка транспортирующей линии с магнитной самоизоляции при экстремальных погонных плотностях тока.

Научная новизна.

1. Впервые при магнитной имплозии различных нагрузок (Z- и Х-пинчи) в момент времени, близкий к максимальному сжатию удалось зарегистрировать изменения формы и структуры изображения плазменных объектов за времена (2-н5)-10"'° с.

2. Впервые проведены экспериментальные исследования Х-пинча при токах более 2 МА; показано, что формируется плазменный объект с яркостью излучеиия выше 1015 Вт/(см2ср) в диапазоне энергий квантов 1ч-3 кэВ, при 6 размере излучающего объекта ~20мкм и мощности ~ 120 ГВт, что в несколько раз превосходит полученные ранее значения.

3. Впервые в экспериментах по имплозии много проволочных сборок мегаамперными токами зарегистрированы спектры [Н]- и [Не]- ионов алюминия с наносекундным временным разрешением, по которым определены параметры образующейся при этом плазмы.

4. Впервые экспериментально показано, что, несмотря на электрический взрыв материала электродов, отрезки линий с магнитной самоизоляцией при линейных плотностях тока до 7 МА/см не закорачиваются плазмой и не теряют своих транспортирующих свойств в течение 220-^350 не.

Практическая значимость.

1. Результаты исследований динамики плазмы при протекании токов более 2 МА по многопроволочным Х- пинчам показали возможность создания на их основе источника рентгеновского излучения с уникальными яркостными и мощностными характеристиками, перспективного для использования в радиографии.

2. Модельные эксперименты показали принципиальную возможность создания линий с магнитной самоизоляцией, работающих при линейных плотностях токов до 7 МА/см, что необходимо для создания генераторов тока в десятки мегаампер и удовлетворяет требованиям проекта термоядерного реактора на основе быстрых Z-пинчей.

3. Методы диагностики, разработанные или модифицированные в процессе выполнения диссертационной работы, представляют самостоятельный интерес и могут применяться в других плазменных экспериментах и исследованиях прочих быстропротекающих процессов.

Личный вклад автора.

Автором разработаны и реализованы системы электронно-оптического фотографирования плазмы, с помощью которых, а также методом лазерного зондирования исследована динамика плазмы различной концентрации в Х- и Z- пинчах и отрезках линий с магнитной изоляцией. Разработана методика регистрации рентгеновских спектров с наносекундным временным разрешением, получены рентгеновские спектры [Н]- и [Не]-подобных ионов алюминия. Все экспериментальные данные по вынесенным на защиту положениям и их обработка получены автором самостоятельно или с его определяющим участием.

Автор выносит на защиту следующие положения: 1. Развитие диагностического комплекса сильноточного генератора Стенд-300, в частности, разработку и создание новых электронно-оптических систем фотографирования плазмы в оптическом диапазоне - шестикадровой с наносекупдными экспозициями, трехкадровой с субнаносекундными временами экспозиции.

2. Перевод на цифровую регистрацию полутоновых изображений в системах электронно-оптических диагностик и в схеме лазерного зондирования.

3. Результаты экспериментальных исследований динамики плазмы и транспортирующих свойств отрезков линий с магнитной самоизоляцией при мегаамперных линейных плотностях тока.

4. Результаты экспериментальных исследований динамики плазмы при сжатии многопроволочных сборок в виде Z- и Х-пинчей мегаамперными токами.

5. Разработку методики регистрации рентгеновских спектров высокоионизованных ионов с наносекундным временным разрешением.

6. Регистрацию рентгеновских спектров [Н]- и [Не]-подобных ионов алюминия и магния при сжатии многопроволочных сборок мегаамперными токами.

Достоверность работы.

Достоверность результатов и выводов диссертации основана на большом объеме экспериментальной информации, полученной с помощью набора взаимодополняющих диагностических методик. Экспериментальные результаты согласуются с результатами, полученными на других установках, а также численными теоретическими расчетами. Часть результатов подтверждена в более поздних работах других экспериментальных групп.

Апробация работы.

Результаты исследований, положенные в основу диссертации, докладывались и обсуждались на конференциях по физике плазмы и УТС (Звенигород) в 2006-2010 годах, на конференции «ЕАРРС'06» (Chengdu, China, 2006), «33rd European Physical Society Conference on Plasma Physics» (Roma, Italy, 2006), «21st IAEA Fusion Energy Conference» (Chengdu, China, 2006), международных конференциях «физика экстремальных состояний вещества» в 2006-2009 годах, на Втором Всероссийском семинаре по Z пинчам (2006), на Научной сессии МИФИ-2007, на XII Всероссийской конференции «Диагностика высокотемпературной плазмы» (2007), «PPPS-2007» (USA, 2007), International congress on plasma physics ICPP (Fukuoka, Japan, 2008), The 35th IEEE International Conference on Plasma Science (Karlsruhe, Germany, 2008), The 7th International Conference on Dense Z-pinches (Alexandria, Virginia, USA, 2008), 17th International Conference on High-Power Particle Beams (Xi'an, China, 2008), на VI Российском семинаре "Современные методы диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды" (2008), "4th International Conference On The Frontiers Of Plasma Physics And Technlogy" (Kathmandu, Nepal, 2009) а также на Курчатовской моложёной школе в 2006-2009 годах и на семинарах отдела ОПФ ИЯС.

По материалам, представленным в диссертации опубликованы 6 работ в журналах, входящих в список ВАК а таюке два препринта РНЦ Курчатовский институт.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 166 стр., включая 61 рисунок и список литературы, общим числом 61 наименование.

Заключение

В заключение сформулированы основные результаты проведенных исследований:

1. Произведена модернизация диагностического комплекса сильноточного генератора С-300: а. переведены на цифровую регистрацию изображений электронно-оптическая хронография в видимом диапазоне спектра, лазерное теневое фотографирование, многокадровое фотографирование в МРИ и ВУФ диапазонах; б. в диагностический комплекс установки С-300 введена новая система многокадрового фотографирования плазмы в оптическом диапазоне с субнаносекундными временами экспозиции; в. создана и введена в эксплуатацию новая система шестикадрового фотографирования плазмы в оптическом диапазоне с регистрацией изображений на цифровую фотокамеру.

2. Проведены исследования динамики плазмы в модели BTJI и ее транспортирующих свойств при протекании токов с линейной плотностью до 7 МА/см. Показано, что фазовые превращения и электрический взрыв электродов на конечном уничтожаемом участке транспортирующей линии не являются препятствием для передачи энергии к мишени. Экспериментальные результаты хорошо согласуются с расчетами взрыва электродов и последующего разлета плазменного слоя. Сделан вывод, что время эффективного функционирования модели BTJI удовлетворяет требованиям к транспортирующим линиям, которые предъявляет концептуальный проект термоядерного реактора и что необходимо для создания генераторов тока в десятки мегаампер.

3. Впервые проведены экспериментальные исследования Х-пинча при токах более 2 МА. В ходе экспериментов были подтверждены основные закономерности динамики Х-пинчей, сформулированных при существенно меньших токах. Показано, что формируется плазменный объект с яркостью

15 2 излучения в диапазоне энергий квантов 1-3 кэВ выше 10 Вт/(см ср), при размере ~ 20 мкм и мощности ~ 120 ГВт, что в несколько раз превосходит полученные ранее значения. С помощью электронно-оптической хронографии в районе перекрестия Х-пинча зарегистрирована структура, которую можно трактовать как минидиод. Его образование сопровождается жестким рентгеновским излучением в диапазоне энергий квантов сотни киловольт. Обнаружен эффект кратковременного «зажигания» вдоль оси X-пинча ярких областей, излучающих в оптическом диапазоне. Их пространственное положение коррелирует с местом нахождения горячих точек, а время существования - с импульсами мягкого рентгеновского излучения.

4.а. Эксперименты с цилиндрическими многопроволочными нагрузками из различных материалов показали, что сжатое состояние вольфрамовых лайнеров является более компактным, чем сжатое состояние алюминиевых (характерный поперечный размер пинча для вольфрамовых сборок порядка 0,3-^0,5 мм, для алюминиевых ~ 2 мм); вложенные сборки из алюминия сжимаются стабильнее, чем одиночные. Генерация рентгеновского излучения в киловольтном диапазоне происходит из оболочки с внутренней цилиндрической «полостью» диаметром 1-г1,5 мм. Существование этой «полости» можно объяснить наличием на оси сборки относительно слабоизлучающей плазмы с вмороженным в неё магнитным полем; их суммарное давление препятствует сжатию вещества лайнера. Появление двух пиков напряжения на стадии сжатия свидетельствует о наличии двух фаз увеличения индуктивности. В качестве возможных причин рассмотрен процесс неодновременного сжатия внутренней и внешней сборки, а также образование при сжатии некой сложной структуры, например спиральной, индуктивность которой существенно выше, чем коаксиальная конфигурация с линейным центральным проводником.

4.6. Впервые обнаружены быстрые, с характерными временами (2ч- 5)-Ю*10сек, изменения структуры свечения в имплодирующем лайнере. Это свидетельствует о наличии быстрых гидродинамических процессов в наружной, относительно разреженной плазме, которые могут являться дополнительным механизмом трансформации электромагнитной энергии в тепловую.

4.в. В экспериментах с двухоболочечными алюминиевыми сборками вещество внешней оболочки «проваливалось» сквозь внутреннюю оболочку с переключением тока на нее (такой же эффект наблюдался и в экспериментах с нагрузками из более тяжёлых материалов [8]). Излучение плазмы определяется, в основном, той оболочкой, которая набирает больше энергии при имплозии

5. Создана методика регистрации рентгеновских спектральных линий с временным разрешением. Используя созданную систему, впервые в экспериментах по имплозии многопроволочных сборок мегаамперными токами зарегистрированы спектры [Н]- и [Не]- ионов алюминия с наносекундным временным разрешением. Временной ход резонансных линий [Н]- и [Не]- ионов алюминия дает основания полагать, что до сжатия основной массы лайнера на ось приходит уже горячая плазма с электронной температурой в несколько сот электронвольт.

Благодарности:

Работа выполнена в Отделении Прикладной Физики Института Ядерного Синтеза РНЦ «Курчатовский институт» в 2005-2009 гг . Автор будет всегда благодарен А.С. Кингсепу, руководившему отделением, чья научная прозорливость позволяла проводить исследования по совершенно различным тематикам, а также Ю.Г. Калинину, непосредственно курировавшему подготовку и ход экспериментов, а также все диагностические комплексы установки. Именно благодаря им в лаборатории проводились работы в сотрудничестве с иностранными специалистами. Развитие уникальных методов диагностики короткоживущей высокотемпературной плазмы на установке смогли сделать Стенд-300 конкурентоспособным на мировом уровне. Большинство идей, изложенных в данной работе, были выдвинуты Ю.Г. Калининым и тесно обсуждались с ним во время их реализации.

Автор выражает свою искреннюю признательность своим коллегам и соавторам, в первую очередь С.А. Данько и П.И. Блинову за неоценимую помощь при создании диагностических систем и их настройке а также за всё что они сделали, чтобы настоящая работа была успешной.

Автор благодарен коллективу С-300 А.С. Черненко, В.Д. Королеву,

A.В. Бартову, Ю.Л. Бакшаеву а также Г.И. Долгачеву за помощь в освоении новой для него техники, за помощь в работе и плодотворные дискуссии; В.А. Щагину и В.И. Мижирицкому за помощь в проектировании и создании узлов экспериментальных систем; Е.Д. Казакову за полезные обсуждения и помощь в интерпретации полученных результатов; В.М. Щёголю и А.И. Жужунашвили за участие в изготовлении узлов диагностических систем;

B.А. Брызгунову, А.А. Зеленину, Г.И. Устроеву за помощь в обеспечении экспериментов и участие в них.

1. R.B.Spielman, C.Deeney, G.A.Chandler, M.R.Douglas, D.L.Fehl, M.K.Matzen et al.,"Tungsten wire-array Z-pinch experiments at 200 TW and 2 MJ" // Physics of Plasmas, 5(5), p.2105-2116, 1998.

2. Г.В.Месяц, "Импульсная энергетика и электроника" //Наука, Москва, 2004.

3. Бакшаев Ю.Л., Бартов А.В., Блинов П.И. и др. "Исследование динамики приэлектродной плазмы в сильноточной магнитоизолированной транспортирующей линии" // Физика плазмы, 2007. том 33, № 4, СС. 291-303.

4. Yu. Bakshaev, A. Bartov et al. "S-300, a high-current pulsed power generator for investigation of liner implosion" // Proc. of the 18th Symp. on Plasma Physics and the Technology, Prague, 1997, p. 45.

5. Blinov P., Chernenko A., et al. "Study of imploding plasmas on S-300 machine" // Proceedings of BEAMS'2000, Nagaoka, 25-30. 06.2000, v.l, p 76-79.

6. A.C. Кингсепп, Ю.Л. Бакшаев и др. "Плазменный потоковый размыкатель наносекундного диапазона в качестве выходного устройства сильноточного генератора С-300" // ВАНТ. Сер.Термоядерный синтез, вып.2, с.61-67, 2003 г.

7. Ю.Л. Бакгиаев, А.В. Бартов, ИИ. Блинов и др. "Эксперименты с миниатюрными динамическими нагрузками на мощном импульсном генераторе С-300" // Физика плазмы, т.ЗО , №4, 2004, с. 349-360.

8. Соколов М.М. "Возможность применения измерительно-вычислительного комплекса Токамака-10 на других экспериментальных установках" // Вопросы Атомной Науки и Техники, серия Термоядерный Синтез. 2003. № 4. С. 73.

9. М.М. Sokolov, G.B. Igonkina, D.N. Nurov "New system for tokamak T-10 experimental data acquisition, data handling and remote access" // AIP Conf. Proc. April 7. 2008.- V. 996. P. 269.

10. Т. Стрэттон. Рентгеновская спектроскопия. // Сб. Диагностика плазмы под ред. Р. Хаддлстоун и С. Леонард. /М.: Мир, 1967.

11. Ю.Г.Калинин, А.В.Корелъский, Е.В.Кравченко, А.Ю.Шашков // «Квантовая электроника», 34, №5, 399-401, 2004.

12. Ю.Г.Калинин, А.С.Кингсеп, В.П.Смирнов и др. "Эксперименты по имплозии гетерогенных многопроволочных сборок на установке С-300" // Физика Плазмы, 2006, том 32, N 8, с. 714-726 .

13. Bakshaev Yu.L., Blinov P.I., Chernenko A.S. et al. "Diagnostic arrangement on S-300 facility" // Review of scientific Instruments,v.72 No.l (2001) pp.1210-1213.

14. Henke B.I., Uejio J.Y., Stone G.F. et al "High-energy X-ray response of photographic films: models and measurement" // J.Opt.Soc. Am.B, v.3, No.l 1 (1986), p.1540-1550.

15. K.N.Koshelev andN.R.Pereira II J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P. R21.

16. С.С.Ананьев "Регистрация полутоновых изображений на импульсных сильноточных установках в условиях сильных электромагнитных полей" // Препринт РНЦ КИ. 2006

17. Сергей Гурьянов. // Журнал "Звездочет", май 1997 год

18. Б.Н.Брагин, Г.И.Брюхневич и др. //В сб. « Диагностика плазмы», вып.7, с. 209, Энергоатомиздат, 1990

19. Баско М.М., Гуськов С.Ю., Диденко А.Н. и др. "Ядерный синтез синтез с инерционным удержанием" // Физматлит, 2005, стр 27

20. Matzen М.К., Sweeney М.А., Adams R.G. et al. "Pulsed-power driven high energy density physics and inertial confinement fusion research" 11 Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P. 055503.

21. T.Nash, P. VanDevender, N. Roderick, and D. McDaniel "Quasi-Spherical Direct Drive Fusion Simulations for the Z Machine and Future Accelerators" // sandia report, sand 2007-7178, November 2007

22. Бакшаев Ю.Л., Бартов А.В., Блинов П.И. и др.// Физика плазмы, 2007. том 33, №4, СС. 291-303.

23. Slutz S.A., Olson C.L., Peterson P. // Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 429.

24. Генерация и фокусировка сильноточных релятивистских электронных пучков. //Подред. РудаковаЛ.И. М.: Энергоатомиздат, 1990.

25. Заключительный отчет по контракту № 346778. Исследования инерциального УТС на основе Z-пинчей. 2005г

26. Заключительный отчет по контракту № 449961. Исследования Z-пинчей в поддержку программы инерциального УТС. 2005г

27. С.С. Ананьев, Ю.Л. Бакшаев, А.В. Бартов и др. //Транспортирующие свойства сильноточной магнитоизолированной передающей линии и динамика приэлектродной плазмы. Физика плазмы, Т. 34, № 7, с. 627640 (2008)

28. Ю.Л. Бакшаев, А.В. Бартов и др. // Эксперименты с миниатюрными динамическими нагрузками на мощном импульсном генераторе С-300. Физика плазмы, Т. 30, № 4, с. 349-360 (2004)

29. Грошковский Я. // Техника высокого вакуума. /М.: Мир, 1975.

30. Каминский М. II Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. /М.: Мир, 1967.

31. А.В.Бартов, П.И.Блинов, А.И.Жужунашвили, Ю.Г.Калинин // Влияние прогрева и характеристик металла токопроводов на транспортирующие свойства вакуумной магнитоизолированной линии. Препринт РНЦ «Курчатовский институт» 2008

32. С. М. Захаров, Г. В. Иваненков, А. А. Коломенский и др. II Письма в ЖТФ. 1982. Т. 8. Вып. 9. С. 1060.

33. T.A.Shelkovenko, D.B.Sinars, S.A.Pikuz, and D.A.Hammer II Phys. Plasmas 2001. V. 8. P. 1305.

34. С.А.Пикуз, Т.А.Шелковенко, Д.Б.Синарс, Д.А.Хаммер II Физика плазмы 2006. Т. 32. Р. 1106.

35. K.N.Koshelev andN.R.Pereira II J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P. R21.

36. W.L.Kantsyrev, D.A.Fedin, A&Shlyaptseva et al. // Phys. Plasmas 2003. V. 10. P. 2519.

37. T.A.Shelkovenko, S.A.Pikuz, J.D.Douglass et al. II IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. P. 2336.

38. J.P. Chittenden, A. Ciardi, C.A.Jennings et al, II PRL 2007. V. 98, P. 025003.

39. Ананьев С.С., Бакшаев Ю.Л., Блинов П.И. и др. "Исследования мегаамперного многопроволочного Х-пинча" // Письма в ЖЭТФ. 2008. Т. 87. В. 7. С. 426.

40. С. С. Ананьев, Ю.Г. Калинин и др. "Исследования динамики плазмы в X-пинчах мегаамперного диапазона" // «Физика плазмы» 35, № 6, с. 507-519(2009)

41. S.B.Hansen, A.S.Shlyaptseva, S.A.Pikuz et al. II Physical Review E 2004. V. 70. P. 026402.411. http://www.prism-cs.com/Contact/Contactoverview.htm

42. Т.A.Shelkovenko, S.A.Pikuz, B.M.Song et al. II Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P.033102.

43. Шелковенко Т. А., Пикуз С. А., Мингалеев A. P.,et al. II Физика Плазмы, 2008, T.34, Вып. 8, C.l

44. Грабовский E.B., Александров В.В., Волков Г.С. и пр. //Физика Плазмы, 2008, Т.34, Вып. 10, с. 885-900

45. Энциклопедия низкотемпературной плазмы, под редакцией В.Е.Фортова, Москва, 2007 год, серия Б, том IX-2, с.370

46. Шелковенко Т.А., Пикуз С.А. и др.II Физика плазмы, 2010, Т.36, вып. 1 (в печати)

47. Пикуз С.А. //Диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Москва, 2007

48. A.Kingsep, Yu.Bakshaev, N.Barinov, et al. "ICF experiments in the Kurchatov Institute" // State of the art IFSA'2001, Paris, 2002, p 655.

49. Ю.Г.Калинин, А.С.Кингсеп, В.П.Смирнов и др. "Эксперименты по имплозии гетерогенных многопроволочных сборок на установке С-300" // Физика Плазмы, 2006, том 32, N 8, с. 714-726

50. A.S.Safronova, V.L. Kantsyrev and al "Spectroscopy and implosion dynamics of low wire number nested arrays on the 1 MA COBRA generator" // Physics of Plasmas 15, 033302 (2008)

51. Lemke R.W., Vesey R.A., Cuneo M.E. at al "Z-Pinch Requirements for Achieving High Yield Fusion Via A Z-Pinch Driven, Double Ended Hohlraum Concept" // IEEE international conference, 5-10 Nov. 2006, page(s): 507-512

52. Энциклопедия низкотемпературной плазмы, под редакцией

53. B.Е.Фортова, Москва, 2007 год, серия Б, том IX-2, с.278-291

54. A.S.Chernenko, Yu.M.Gorbulin, Yu.G.Kalinin et al. II In: Proc. 11th Int. Conf. on High-Power Particle Beams. Prague, 1996, 154.

55. Attelan-Langlet S., Etlicher В., Fedulov M.V., Michensky И.О., Volkov G.S., Zaitsev V.I. II In: Proc. 12th Intern. Conf. on High-Power Particle "Beams.Haifa, 1998.vol. l,p.49-52.

56. A.S.Safronova, V/L/ Kantsyrev and al "Spectroscopy and implosion dynamics of low wire number nested arrays on the 1 MA COBRA generator" // Physics of Plasmas 15, 033302 (2008)

57. И.Ю.Скобелев, А.Я.Фаенов, Б.А.Брюнеткин, В.А.Дякии, Т.А.Пикуз,

58. C.А.Пикуз, Т.А.Шелковенко, В.М.Романова, А.Р.Мингалеев "Исследование радиационных свойств плазменных объектов методами рентгеновской изображающей спектроскопии" // ЖЭТФ, 1995, т. 108, № 4, с. 1263-1308.55. http://www.bifocompany.com/p-cam-k008.php

59. Л.П.Пресняков, В.П.Шевелько, Р.К.Янев. "Элементарные процессы с участием многозарядных ионов" // Энергоатомиздат, Москва, с. 163, 1986

60. Держиев В.К, Жидков А.Г., Яковленко С.И. "Излучение ионов в неравновесной плотной плазме"//Энергоатомиздат 1986, Москва.