Лазерная диагностика плазмы в сильноточных импульсных разрядах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

на правах рукописи УДК 533 Ч

КОРЕЛЬСКИЙ АЛЕКСЕЙ ВИКТОРОВИЧ Лазерная диагностика плазмы в сильноточных импульсных разрядах.

01.04.08. - физика плазмы

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Институте Ядерного Синтеза Российском Научном "Курчатовский институт", на кафедре физики и химии плазмы Московского технического Института.

11аучиые руководители: доктор физико-математических наук

Калинин Юрий Григорьевич

кандидат физико-математических наук Шашков Андрей Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Знаменский Николай Владимирович

доктор физико-математических наук Франк Анна Глебовна

Ведущая организация: Физический институт имени П.Н.Лебедева РАН

Зашита состоится 22 декабря 2005 г. в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совсга К 212.156.03 при Московском физико-техническом институте (141700, Московская обл. г Долг опрудный, Институтский пер. 9, МФТИ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ.

Дшорсферат разослан «_»___2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

Центре Физико-

С

В.Е. Брагин

2006 - »

2 №627

з

Общая характеристика работы

Введение. Актуальность проблемы. Эксперименты по имилении лежих цилиндрических лайнеров и 2-пинчей магнитным полем протекающего по ним тока мегаамперного уровня в настоящее время привлекают внимание исследователей по нескольким причинам. Во-первых, это использование их в качестве мощного источника рентгеновского излучения как в области мягкого, так и в области жесткого рентгеновского диапазона. Во-вторых, это использование лайнеров и г-пинчей для решения проблемы инерциального УТС(управляемого термоядерного синтеза).

Наряду с приведенными практическими целями горячая плотная плазма представляет существенный научный интерес, поскольку, несмотря на большое количество работ в этой области, плазма с параметрами, характерными для таких г-пинчей остается еще недостаточно изученной.

Для уменьшения роли неустойчивости и повышения эффективности преобразования энергии используются различные методы, к примеру, гетерогенные лайнеры . схемы двухкаскадного сжатия , применение внешнего продольного магнитного поля. В любом случае для выяснения эффективности того или иного метода стабилизации необходимо иметь информацию о пространственной форме плазменного объекта и ее эволюции во времени

Для наблюдения процесса сжатия таких короткоживущих объектов (100 не) ипользуются кадровые ЭОПы и хронографические развертки собственного свечения плазмы в видимом и рентгеновском диапазонах, однако, эти диагностики не дают ответа на вопрос о том, плазме с какой плотностью соответствуют получаемые изображения. Диагностическим методом, который может дать ответ на этот вопрос и позволяет судить о эволюции формы плазменного образования, является многокадровая лазерная теневая и шлирен-съемка плазмы.

Цель и задачи исследования. Главной целью проведённой работы было создание многокадровой лазерной диагностической системы и изучение динамики плазмы нагрузок

различных конфигураций (лайнеров, 2-пинчей) на с.

щкнптпчипу!_ускорителе

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА I

С300(максимальный ток 1=3-3,5МА, время нарастания т=100нс, импеданс 0,150м) Осноиные эксперименты:

Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций. Цель эксперимента: фундаментальные исследования механизмов образования и нагрева плазмы сильноточного Z-пинча, исследование устойчивости сжатия при маг нитной имплозии сборок, состоящих из проволочек различного химического состава.

Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией. Целью этих экспериментов являлись исследования динамики приэлектродной плазмы и eí влияния на транспортировку энергии.

Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных Z-пинчах.

Научная новизна.

Создан пятикадровый лазерный диагностический комплекс с длительностью излучения в импульсе - 0,3нс, на основе ВРМБ(вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна) компрессии импульса YAG:Nd лазера в четыреххлористом углероде.

Обнаружено усреднение периода пространственной модуляции, в процессе сжатия лайнеров из проволочек различного состава, в начальной стадии имеющих различный период модуляции.

Обнаружен эффект образования прозрачных для зондирующего излучения областей плазмы лайнеров, объясняемый филаментацией тока.

Практическое значение работы. Основной сферой практического применения полученных результатов является область исследований имплодирующей плазмы для инерциального УТС.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на межд>народных конференциях: VII Международная научно-техническая конференция ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОТОКОВ (ОМИП-2003), Москва 24-27 июня 2003г.. 30,h EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics,St.Petersburg, Russia,7-11 Jul>2003: 15th INTERNATIONAL CONFERENCE on HIGH-POWER PARTICLE BEAMS: Int. Conf. and School on Plasma Physics and Controlled Fusion, Alushta, Ukraine, 16-21,09, 2002; Int. S\ mp. on Laser-Aided Plasma Diagnostics, Les Houches, France, 28.09-02.10, 2003; XI Conference on Laser

Optics, St.Petersburg, Russia, 30June-4July 2003.; XV International Symposium on Gas Flow and Chemical Lasers & High Power Laser Conference. Prague, Czech Republic, 30August-3Septembcr, 2004.

Публикации. За время работы над диссертацией опубликованы 6 статей в реферированных журналах.

Объём и структур« диссертации. Работа изложена на 92-х страницах, иллюстрирована 35-ю рисунками. Диссертация состоит из Введения и 7-и глав, включая литературный обзор. Список цитированной литературы содержит 80 наименований.

Содержание работы.

Первая глава

Содержит обзор литературы, посвягцённый нескольким темам: - Использование лайнеров как обострителей мощности для инерциального УТС. Генерация мощных импульсов рентгеновского излучения с помощью лайнеров. Лазерная диагностика плазмы.

Основная физическая концепция, лежащая в основе большинства схем инерциального термоядерного синтеза основывается на использовании энергии драйвера, сконцентрированной на поверхности термоядерной мишени для абляции ее поверхности, что приводит к сжатию мишени до высокой плотности. Чтобы достичь условий саморазогрева DT смеси возникающими а-частицами нужно вложить в мишень 100-200 кДж за 3-5 не "Энергия, выделенная в результате термоядерной реакции, может сравниться или превысить энергию, вложенную в мишень, если последняя составляет 0,5-1 МДж и подводится к мишени за 5-10 не. Однако коэффициент преобразования энергии, вкладываемой управляющим потоком в кинетическую энергию сжимающейся оболочки в процессе абляции не превышает 10%. Чтобы достигнуть условий саморазогрева надо решить не только задачу пространственной концентрации энергии на мишень, но и сокращения длительности нагрева мишени с 50-100 не до 5-10 не без существенной потери энергии — обострить мощность. В первой части обзора описаны трудности использования электронных и ионных пучков как

обострителей мощности, значительно более эффективным представляется драйвер на основе сжимающихся цилиндрических лайнеров, ускоряющихся электродинамическим способом. По сравнению с системами инициирования термоядерного микровзрыиа на основе пучков заряженных частиц, система, основанная на сжатии лайнеров, является более экономичной. Применение лайнеров в качестве обострителей мощности дает возможность сократить длительность импульса энергии на порядок величины и поднять мощность в 2-3 раза, при пом коэффициент преобразования электрической энергии от формирующей линии генераюра в кинетическую энергию лайнера, согласованного с электрической цепью, может достигать 70%. Далее дан обзор применения лайнеров для генерации мощных импульсов мягкого рентгеновского излучения ( Ьу > 1кэв). В этой схеме электрическая энергия установки при схлопывании лайнера переходит в тепловую. При этом на оси образуется плотный (п1=10|9-1021 см"3), горячий плазменный столб (Те = 0,2-2 кэВ), который излучает значительную часть энергии в виде импульса мягкого рентгеновского излучения. В настоящее время эта схема исследуется наиболее интенсивно в связи с перспективой создания мощного компактного источника мягкого рентгеновского излучения.

Вторая глава

Содержит описание сильноточного генератора С300.

Сильноточный генератор С-300 (3,5МА, 0,15 Ом, 100 не), предназначен для работы на мткоомную индуктивную нагрузку, в частности, на многопроволочный лайнер, сжимающийся под действием магнитного поля тока, протекающего по лайнеру. Он создан по многомодульной схеме (восемь модулей). Каждый модуль состоит из генератора импульсного напряжения (ГИН), водяной накопительной емкости - промежуточного накопителя (ПН) как первой ступени обострения импульса, водяной формирующей линии и дву\ водяных транспортирующих линий Энергия с 16 транспортирующих линий через цилиндрический диэлектрик (ускорительную трубку), разделяющий водяной и вакуумный объемы поступает в общую вакуумную камеру, внутри которой находится концентратор энергии на линиях с магнитной самоизоляцией.

ГИН. собранный по схеме Аркадьевой - Маркса находится в объеме трансформаторного масла, имеет 20 ступеней и коммутируется трехэлектродными газовыми разрядниками с «искажением поля». ПН служат для быстрой зарядки вертикально расположенных формирующих линий; их время зарядки - 130-150 не. Коммутация ПН производится

четырехкаскадными газовыми разрядниками, одновременное срабатывание которых обеспечивает синхронную работу всех восьми модулей. Поджигающий импульс формируется специальным восьмиканальным генератором.

Третья глава

Глава посвящена пространственно временному разрешению лазерных диагносшк в импульсных экспериментах и методам их улучшения.

Пространственное разрешение регистрирующих систем в импульсных плазменных экспериментах. Пространственное разрешение лазерных диагностик определяется несколькими факторами. Во-первых, это расходимость пучка при этом : N]=(XL)'I/2 , где к -длина волны зондирующего излучения, L - размер неоднородности вдоль пучка Во-вторых, на разрешение влияет длительность импульса зондирующего излучения т и скорости движения элементов объекта v, в этом случае N2=I/(tv). Наконец, может дать свой вклад разрешающая способность приемника излучения N3, для фотопластинок эта величина существенно больше чем N], N2 и составляет порядка 150 штр/мм. Для экспериментов с проволочными лайнерами и z-пинчами (v ~ 5 • 107 см/с) при длительности импульса лазера с т - 10 не, X = 532 нм (вторая гармоника YAG:Nd3* лазера) расчет дает для N1 ~ 50 штр/мм и для N2 ~ 1 штр/мм (данные для импульсной установки С-300 и лазерного диагностирующего комплекса, описанных ниже) Такое низкое разрешение N| реализуется практически только в направлении перпендикулярном оси межэлектродного зазора, т.к. в этом направлении схлопывается лайнер. Отсюда видно, что узким местом является генератор зондирующего излучения и для увеличения пространственного разрешения необходимо уменьшать длительность зондирующего импульса.

Генерация ВРМБ сжатого импульса. Основными методами укорочения гигантского лазерного импульса являются: вырезание из длинного импульса короткою, компрессии с помощью эффекта вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР), метод синхронизации мод и вынужденного излучения Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ-компрессия).

С помощью модулирования добротности довольно несложно получить импульс лазера длительностью порядка 10нс (минимальная длительность импульса при этом пропорциональна длине резонатора, следовательно, необходимо добиваться укорочения резонатора), более короткие времена требуют довольно больших инженерных затрат. В

схемах с вырезанием из гигантского импульса пичка с помощью комбинации электрооптического затвора и открывающего его импульсного генератора, запускающегося от разрядника, срабатывающего от самого импульса лазерного излучения, теряется часть энергии и нет обострения мощности. С помощью ВКР можно получать импульсы длительностью 0.01нс, однако при этом зондирующее излучение сильно уходит но частоте от основного, что делает невозможным его дальнейшее усиление в диагностическом тракте

По-видимому, наиболее рациональным способом укорочения импульса для лазерных диагностик является ВРМБ-компрессия, для которой сдвиг стоксового излучения от основной частоты весьма мал и значительно меньше ширины спектра излучения задающего генератора, что облегчает его дальнейшее усиление и преобразование к необходимой зондирующей частоте.

Эффективное сжатие наносекундных импульсов сфокусированных пучков при ВРМБ возможно при выполнении условия тн <2Ln/c, где L - расстояние от входного окна кюветы с ВРМБ средой до фокальной плоскости линзы, п -показатель преломления ВРМБ среды, т„ - длительность импульса накачки. Минимальная длительность стоксового импульса при оптимальной энергии лазерного импульса гауссовского пучка можно оценить по формуле t,mn= 2 Zf/v, где Zf = Хл^/яа2 - половина длины фокальной перетяжки, а - радиус пучка на уровне е"2 на линзе. Максимальный коэффициент сжатия достигает 25.

Для проверки ВРМБ компрессии в качестве генератора импульса накачки исг)ользовался одномодовый ТЕМ« YAG:Nd3+ лазер с фототропным затвором (Ф.З.) YAG'.Cr. Длина резонатора L=13cm, длительность излучения ~7нс, энергия в импульсе 8~1мДж. При применении Ф.З генерация идет в режиме одной продольной моды, что необходимо для ВРМБ эффекта Для электро-оптического затвора дела обстоят существенно хуже Это связано с тем, что последний открывается значительно быстрее и поэтому могут возбуждаться несколько продольных мод, что может стать препятствием для компрессии. Однако в дальнейшем для задающего генератора применялся электро-опгический затвор, так как Ф.З. невозможно синхронизовать с диагностируемым процессом. Модовая структура излучения задающего генератора для обоих случаев наблюдалась с помощью интерферометра Фабри-Перо. Интерференционная картина регистрировалась на длине волны второй гармоники Х=532нм. Удвоение частоты проводилось в кристалле LiNbOj Т.к. полоса генерации лазера меньше частотной ширины синхронизма удвоителя, весь

набор продольных мод преобразуется в их вторые гармоники. Схема реализованною для диагностики ВРМБ-компрессора изображена на Рисунке 1. Задающий генератор(З.Г.) 1 имеет следующие параметры выходного излучения:

Рисунок 1. Блок-схема ВРМБ-компрессора лазерного импульса.

энергия в импульсе Е ~ 25-30 мДж, длительность импульса т~3нс, диаметр выходного пучка с1~5мм, расходимость <2мрд, длина волны излучения Х»10б4нм. Конструктивно З.Г. представляет собой выполненную в общей сборке систему из задающего блока (З.Г.) и усилителя. З.Г. включает в себя активный элемент УАО:Ш3+ длиной 4см и диаметром 4мм, электрооптический затвор на метаниобате лития. Малаядлина резонатора - 7см, обеспечивает длительность импульса излучения ~3нс, диафрагма 1мм обеспечивает выделение основной поперечной моды ТЕМоо, телескоп расширяет пучок до 6 мм в диаметре. Усилитель на УАО:Ш3+ усиливает излучение до необходимой энергетии 20-40мДж(регулируемо). Система из фарадеевского вращателя (2) и поляризаторов (3) обеспечивает защиту З.Г. от деполяризованной рассеянной компоненты, которая усиливаясь в З.Г. может привести к оптическому пробою кристалла УАО:Ш3+.

Далее излучение 3 Г проходит через четвертьволновую пластинку, (4) получая круговую поляризацию и фокусируется линзой (5) с (?=54см. (с учетом показателя преломления ССЬ п=1.45 £=78см) (выбор линзы основывался на параметрах фокальной перетяжки для достижения оптимального сжатия) в кювету с нелинейной средой ССЦ. Для измерения длительности сжатого импульса он регистрировался на ЭОПе со щелевой разверткой СФР-6. измерения показали, что длительность составляет 0,3 - 0,6нс. С помощью интерфсррометра Фабри-Перо была исследована модовая структура сжатого импульса и импульса накачки. Исследования показали, что при наличии в импульсах накачки 2-4 продольных мод (в 10% одна мода) рассеянное излучение состояло из одной моды, редко двух, следовательно имеет место некоторая селекция мод при ВРМБ компрессии.

4

б

Четвёртая глава

Описывается весь лазерный диагностический комплекс, передающая и приемная

части

Схема генерации зондирующего излучения(передающая часть комплекса). lia

Рисунке 2. представлена схема генерации пяти пучков зондирующего излучения с длиной волны 532 нм - второй гармоникой YAG:Nd лазера. На схеме внизу показана линейка генерации импульса излучения с Х=1064нм и длительностью т~400пкс, конструкция которой описана выше. Далее, излучение направляется на линейку каскадов последовательного усиления и генерации второй гармоники с помощью кристаллов КТР (КТЮРО4, титанил-фосфат калия), затем интерференционными зеркалами вторая гармоника выводится на лини оптической задержки, реализованные так, что каждый лазерный импульс OIстоит от первого на 10,20,30,40 не. Затем пять поворотных зеркал вводят лучи в диагностическую трубу вакуумной камеры установки с апертурой 2°. Описанный метод последовательного "отщепления" каждого луча от второй гармоники существенно уменьшает лучевую нагрузку нелинейных кристаллов по сравнению с традиционной схемой деления выходного луча и позволяет с минимальными затратами наращивать число зондирующих лучей.

Рисунок 2. Передающий тракт лазерного диагностического комплекса для СЗОО.

Усилитель YAO:N(P+

+20ов

+4One +30ne

КТР

ФЭК

l-f-^l U

___У4 Т

Задающий генератор (YAO:N<P*)

Я.-1064нм,

х~3нс,

d~4tuL

Нелинейная среда ССЦ

Описание приемной части. На Рисунке 3 изображена схема приемной части диагностического комплекса. Объектив (Г=160 см, диаметром 15 см), закрепленный на выходном окне камеры, строит изображение плазменного объекта на приемной кассете с двукратным увеличением. Четыре кварцевых клина с углом 1° разводят 1,2.4.5 лучи п вертикальной плоскости, разделяя их на фотопластинке в плоскости изображения. На входе в фотокамеру крепятся интерференционный фильтр и набор стеклянных светофильтров для отсечки собственного излучения плазмы и ослабления излучения зондирующих пучков до приемлемого уровня. Зеркало разворачивает пучки для попадания их на приемную кассету. Пятикадровая съемка плазменных объектов осуществлялась на фотопластинке типа "ФОТО-90" и "МИКРО-90".

Рисунок 3.

Приемный тракт диагностической системы

ЫбОсм., сЫЗсы.

Интерференционный Фщьтр_

Нагрузи

I

Фильтры

Направляющие зеркал!

I I >-

Вертикально ратеоджцне клинья (1°)

Приемная кассет»

Пятая глава

Представляет собой описание механизмов взаимодействия лазерного излучения с плазмой.

Механизмы взаимодействия лазерного излучения с плазмой, образование тени. Первый - это отсечка зондирующего излучения в плазме, когда частота его приближается к плазменной частоте юо- Для пучка с длиной волны 532нм это возможно при концентрации

Второй- обратное тормозное поглощение зондирующего излучения в плазме илн, другими словами, поглощение на свободно-свободных переходах. При этом в известном законе Бугера:

1у=1»о'ехр(-19 I) коэффициент поглощения 9, [3.10]:

( Ну -ехд--

Ч к-Т.

При кТс» Ьу, что всегда выполняется в наших экспериментах, описывается соотношением

9*СХ--

а

Г* 9 -Т^-у1 19-Т," N. =л---т-»7.5-у- —

:'к Г11.-У7

Здесь С |=3.69-10* см5град1/2-с'3, Ъ - заряд ионов, g - фактор Гаунта, Ые и N. - концентрации электронов и ионов, V частота зондирующего излучения. Отсюда можно выразить Н:

гЗ/2 с

«

Следует отметить слабую зависимость определенной таким образом ионной концентрации от значения электронной температуры при работе с плазмой из веществ с большим зарядом ядра. Действительно, N. - (Те)374 / (Х{Т))га, а средний заряд иона Ъ хорошо аппроксимируется зависимостью Ъ ~ (Т)"2. Расчеты показывают (например, в [3.15]), что при возрастании Тс от 10 до 100 эВ величина Ъ растет от 6 до 20; при этом значение N. при фиксированном е меняется не более чем на 10%. Для вольфрамовой плазмы в наших условиях эксперимента можно оценить Мр>5-10"см'3.

Наконец, третий механизм образования тени на снимках - это рефракция зондирующего пучка в областях с градиентами концентрации электронов плазмы, если эти градиенты так велики, что преломленный луч выходит за половину апертурного угла объектива а =с1/а, где с) - ее диаметр, а-расстояние от объектива до объекта.

Для наших условий, задаваемых геометрией расположения диагностических окон, угол рефракции около 20мрад, что соответствует градиенту не менее З Ю^см"4. Т.е. исходя из характерных наблюдаемых размеров плазмы, электронную концентрацию можно оценить как Ые = Ю20см'3, следовательно, ионную концентрацию плазмы вольфрама можно оценить 210"см'3, а остальных нагрузок 5-10|9см'3. Таким образом, образование тени на снимках под действием механизма обратного тормозного поглощения выглядит более предпочтительным, но крайней мере, для плазмы с большим Z.

Шестая глава

Посвящена описанию теневых и шлирен снимков плазмы различных нагр)зок в экспериментах на сильноточном генераторе С300.

Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций. Известно, что проволочки в многопроволочном лайнере имеют аксиальные неустойчивости с размером, зависящим от их материала. Так например, для вольфрама период струй 0.25 мм, для алюминия - 0.5 мм. Эти неустойчивости отражаются на финальных неоднородностях сжатого пинча, имеющих период порядка 1 мм Предполагалось, что установив проволочки близкой массы из разных материалов, можно будет усреднить эти нестабильности и повлиять на величину финальных неустойчивостей

Большинство экспериментов проводились с одиночными лайнерами. Одиночные лайнеры имели одну и ту же геометрию: диаметр12 мм, высота 10 мм. Лайнерные сборки состояли из алюминиевых или вольфрамовых проволочек или из их комбинации Алюминиевые проволочки имели диаметр 18 или 15 мкм, а вольфрамовые 5 или 6 мкм Количество проволочек в сборках варьировалось: для А1 -48, 60, 80; для 48, 80, 108; и смешанных 12A1+12W, 24А1+24>\'> 30А1+30\\'. Соответственно массы сборок были ровны для А1- 336 мкг, 420 мкг и 500 мкг, для \У -264 мкг, 370 мкг, 420 мкг, и 500 мкг для смешанных 250 мкг, 300 мкг, и 375 мкг. Кроме того, был проведен цикл исследований сжашя двухкаскадных (вложенных) лайнеров, оболочки которых набирались из вольфрамовых или алюминиевых проволочек.

Целью этой серии экспериментов было изучение влияния химического состава проволочных сборок на' динамику и устойчивость их имплозии, а также исследование мелкомасштабных неустойчивостей, развитие которых сопровождает генерацию плазмы на первой стадии процесса сжатия.

Кроме лазерной в эксперименте были задействованы: 1 Электронно-оптическая регистрация в видимом свете.

2. Рентгеновская спектроскопия на кристаллическом спектрографе.

3. Измерения рентгеновских спектров с помощью рентгеновского полихроматора.

На рисунке 4 представлены три теневые фотографии имплодирующей вольфрамовой сборки (80 проволочек толщиной 6 мкм каждая). Типичной особенностью таких фотографий является острая модуляция границы плазменного столба и быстрая эволюция ей формы Так

на 80-ой наносекунде от начала тока, когда плазменные потоки проволочек к оси уже создают "сплошную" тень, наблюдается пространственная модуляция ей границы с периодом 0.2 мм, что характерно также и для плазмы, образующейся на отдельных проволочках (рисунок 5). В процессе сжатия происходит увеличение периода пространственной модуляции до 0,6 мм рисунок 4 и 2-2,5 мм на 120 не. Видимая скорость плазменных образований на границе достигает 5107 см/сек. Особенностью некоторых теневых фотографий является наличие на фоне сплошной тени продолговатых областей параллельных оси, прозрачных для зондирующего лазерного излучения (рисунок 6). Этот эффект чаще проявляется в случае проволочных сборок с большим количеством проволочек (80 и более). Следует заметить, что при общем уменьшении диаметра тени, поперечные размеры прозрачных образований увеличиваются. Этот эффект, вероятно, можно объяснить филаментацией тока в общей плазменной короне, окружающей проводники.

Рисунок 4.(5,6) Теневые фотографии имплодирующей вольфрамовой сборки

80 не, 1 = 1.8МА

катод

анод

110 не, 1 = 2.5МА

120 не, 1 = 2.6МА

Рисунок 5.

47 не 57 вс 67 НС

77 вс 87 не

Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией. На установке С-300 была выполнена серия экспериментов по исследованию работы короткого отрезка магнитоизолированной вакуумной линии (МИВЛ) при токах мегаамперного диапазона с погонной плотностью до 5 МА/см. Целью этих экспериментов являлись исследования динамики приэлектродной плазмы и её влияния на транспортировку энергии Анодом вакуумной линии длиной 1 см являлись два плоских параллельных наружных электрода, расстояние между которыми изменялось от 8 до 12 мм. Внутренний отрицательный электрод МИВЛ располагался между наружными электродами симметрично относительно них. В большинстве экспериментов в качестве катода использовались трубочки из нержавеющей стали или никеля с внешним диаметром 1 и 1,2 мм и толщиной стенки 100 или 200 мкм. Исследовались два варианта линии -короткозамкнутая или с низкоиндуктивным шунтом на её выходе МИВЛ пристыковывалась на выход мишенного узла (МУ) генератора С-300. Токи на входе в МУ и на выходе МИВЛ регистрировались магнитными зондамн и низкоиндуктивным шунтом соответственно

Дополнительные элементы существенно увеличили индуктивность мишенного узла, что привело к уменьшению выходного тока генератора и увеличению его фронта. В результате в этих экспериментах ток на входе в мишенный узел изменялся в интервале от 1 до 1,8 МА с характерным временем нарастания » 160 - 200 не.

Для лазерной диагностики применялась как теневая так и шлирен съемка плазмы. Для шлирен-съемки в фокальной плоскости объектива (Р= 160 см), строящего изображение нагрузки, располагались три шлирен-маски, каждая из которых представляла собой в диск диаметром 1 мм, закрывающий фокальное пятно одного из трех зондирующих лазерных лучей. Эти размеры определяли минимально возможный регистрируемый угол рефракции О = 3-10"4 рад. Маски меньших размеров использовать было нецелесообразно, так как этот угол уже был сравним с углом расходимости лазерного излучения и с углом его дифракции на диаметре внутреннего электрода. Связь угла отклонения П и градиента электронной концентрации имеет вид:

---^Г

4.46-10"'4 А.2/

В наших условиях это соответствовало УЫС= 3 -10" см"4 и Ые »5-10|7-г10" см"5. Теневые и шлирен-фотографии плотной плазмы приведены на рисунке 7,8 соответственно.

Рисунок 7. (Граница тени соответствует ионной концентрации 610" см"3.)

ДНЕ Ш

80 нс 90 не 110 не

Рисунок 8. (Шлиреи-фотографии Граница контура соответствует электронной концентрации 5-1017 см'3.)

110яс 130 нс 150 нс

На них плотная плазма, разлетающаяся от центрального электрода, выглядит в виде хорошо сформированных цилиндрических образований, имеющих резкие границы (спад концентрации на порядок на пространственном масштабе 0,2-0,4 мм). Обобщенные данные лазерного зондирования свидетельствуют, что вплоть до времен 240 не от начала тока плотная плазма с концентрацией электронов 5-10" см'3 разлетается по диаметру не более чем на 3,2 мм при начальных диаметрах электрода 1 -1, 2 мм

Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных г-пинчах. Эффект фокусировки энергии достигался в результате применения комбинированных нагрузок высотой 10 мм, состоящих из шейки малого диаметра (1-3 мм), помещённой между вершинами двух конусов. Шейка была выполнена из агар-аира, содержащего демпфированное вещество (СЭг) Для измерения параметров плазмы и рентгеновского инейтронного излучений кроме лазерной диагностики применялся следующий набор диагностических средств: рентгеновская спектроскопия высокоионизованных ионов н диапазоне энергий 1-10 эВ, интегральное и высокоскоростное фотографирование в рентгеновской и оптической области спектра, нейтронные времяпролётные измерения, регистрация рентгеновского излучения в диапазоне 0,4-100 кэВ Ранее было установлено, что при протекании тока до 3 МА через профилированные гетерогенные нагрузки образуется высокотемпературная плазма с размером < ЮО.мкм Возникновение плотной (о, - 10й см"3) горячей (Т,=1-2кэВ, Т,=3-13кэВ) плазмы сопровождалось появлением

нейтронного а также мягкого и жесткого рентгеновского излучения . Было показано, что процесс формирования плазмы в центральной части нагрузки происходит в течение длительного времени, соответствующего переднему фронту тока. В данной работе для определения особенностей плазмробразования в шейке гетерогенной нагрузки одновременно измерялись динамика образования плазмы в перетяжке и временная последовательность возникновения нейтронного и рентгеновского излучения.

Из лазерных теневых фотографий (рисунок 9) и хронограмм, полученных с помощью щелевой развертки (рисунок 11), видно, что радиальный размер шейки в центральной части нагрузки практически не изменяется в течение времени нарастания тока и приблизительно равен её первоначальному диаметру. На фронте тока наблюдаются короткие по времени радиальные потоки, интенсивность которых значительно увеличивается к максимуму тока. Такой характер свечения, по видимому, связан с постепенным испарением вещества нагрузки, которая состоит из хаотически расположенных твердых нитей -10 мкм, пространство между которыми заполнено веществом, содержащим дейтерий. Из рисунка видно, что в этот период времени периферийная область шейки светится более ярко, чем область вблизи оси. К увеличению интенсивности свечения в этой области может приводить процесс перехвата тока во вновь образующуюся в периферийной области шейки плазму. Рост интенсивности радиальных потоков к максимуму тока можно объяснить квадратичной зависимостью скорости процесса плазмообразования от величины тока. К моменту, близкому к максимуму тока, формируется плотная высокотемпературная плазма с характерным размером ~ 100мкм, что сопровождается возникновением рентгеновского и нейтронного излучения .

На тенеграмме, изображенной на Рисунке 10, видно возникновение плазмы до начала основного тока(отрицательное время справа), при этом предимпульс тока может достигать величины 100кА.

Исследование плазмы &пинча из проволочек различного состава. Одним из фздиционных применений 2-пинчей является генерация интенсивного рентгеновского излучения. Для этих задач применяются проволочные сборки, изготовленные из материалов с большим зарядом ионов Ъ или кольцевые газовые струи. При соответствующем подборе параметров г-пинча формируется плазма с температурой от нескольких сотен электроновольт до 1 кэВ. Переход к токам мегаамперного диапазона выявили новые интересные эффекты в динамике плазмы взорванной проволочки и характере генерации излучения в рентгеновском ультрафиолетовом и мягком рентгеновском спектральном диапазонах.

Теневые снимки профилированного 2-пинча (справа - время от начала основного тока в не ) Рисунок 9. Рисунок 10.

Рисунок 11. Щелевая развертка собственного свечения плазмы (время слева на право1

2 и т

о"

40 нс

На теневых фотографиях, представленных на рисунке 12, изображена форма поверхности плотной короны, полученной в эксперименте в течение времени 40-80 не после начала тока На этом рисунке показана динамика развития неустойчивостей (появление выбросов плазмы на

периферию филаментов) на поверхности короны. Из-за невысокой скорости ионов меди скорость движения филаментов около 3 х 107 см/с, а их поверхность имеет резкую границу. Из рассмотрения кадров 1 и 2 видно, что наклон плазменных струй, вытекающих из короны, и ¡меняется от радиального направления к аксиальному, а на третьем кадре поток плазмы, повидимому, разворачивается обратно к проволочке. На рисунке 13 показана теневая фотография поверхности плотной короны в момент времени 57-97нс. после начала тока Зависимость диаметра от времени была вычисленна из щелевой развертки, полученной в видимой области спектра. Скорость увеличения диаметра короны, полученная из обработки щелевой развертки, равна 106-107 см/с.

Теневые снимки плазмы медного ¿-линча. Рисунок 12. Рисунок 13.

Выводы

1.Создана пятикадровая лазерная зондирующая система с длиной волны излучения Х=532нм (2-я гармоника УАО:Ш3+ лазера), с временным разрешением ~ 0,3нс, временным интервалом между кадрами Т=10нс. Сжатие гигантского импульса лазерного излучения осуществляется посредством ВРМБ-компрессии в четыреххлористом углероде (ССЦ).

Исследование модовой структуры рассеянного импульса показало наличие селекции мод при ВРМБ.

2.Теневые снимки плазмы многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций показали, что в процессе имплозии лайнеров происходит уменьшение периода пространственной модуляции. Обнаружено образование прозрачных для зондирующего излучения образований, параллельных оси, поперечные размеры которых увеличиваются при общем уменьшении диаметра тени лайнера. Этот эффект, по-видимому, является следствием филаментации тока.

3.Тневые снимки в экспериментах по исследованию динамики приэлектродной плазмы модели линии с магнитной изоляцией, с погонной плотностью тока до 5 МА/см., показали, что вплоть до времен 240нс. от начала тока плотная плазма с концентрацией электронов 5-Ю17 см'3 разлетается по диаметру не более чем на 3,2 мм при начальных диаметрах электрода 1-1,2 мм. и расстоянием от оси катода до анода от 4 до 6мм., т.е при характерных временах разряда линию можно считать магнитоизолированной.

Список публикаций

1. 10.Г. Калинин, А.В Корельский, Е.В. Кравченко, А.Ю. (Пашков «Лазерная установка с использованием нелинейных оптических эффектов и ее применение для зондирования высокотемпературной импульсной плазмы» Квантовая Электроника, 2004, Том 34, № 5, с. 399-401.

2. Ю.Г. Калинин, А.В. Корельский, Е.В. Кравченко, А.Ю. Шашков «Лазерное зондирование плазмы на установке "С-300"» Физика плазмы, 2002, т.28, №9. с 858-864

3. Ю.Г Калинин, А В. Корельский, Е.В Кравченко, АЮ Шашкой «Тснсыш фотография плазмы на установке "С-300"» Оптические методы исследования потоков. Труды конференции, Москва 24-27 июня 2003г. с.46-53

4. A.S.Chernenko, V.P.Smirnov, A.S.Kingsep, Yu.G.Kalinin, Li Zhenghong, Hua Xinsheng, Yu.L.Bakshaev, A.V.Bartov, P.l.Blinov, R.V.Chikin, L.G.Dubas, A.V.Korel'sky, V .D.Koro\ev,.. .«Implosion Dynamics of Mixed Wire-Array on the S-300 Pulsed Power Generator.» Proceedings of he 30lh EPS Conference on Contr. Fusion and Plasma Phys., Sl.Peterburg. 711 July 2003 ECA V.27A, P-3.55.

5. P.KubeS, J.Kravarik, Yu.L.Bakshaev, P.l.Blinov, E.M.Gordeev, D.Klir, A.V.Korel'skii, V.D.Korolev. E.V.Kravchenko, J.Krisa, E.Krousky, O.Renner, G.I.Ustroev, A.S.Chernenko, L.Juha, A.Yu.Shashkov. «The Dynamics of and Radation from a Copper-Wire Corona in a Megaampere Z-Pinch» Plasma Physics Reports,2003, V.29,No. 1 l.p.971-978

6. Yu G Kalinin, A V.Korelskiy, E.V.Kravchenko, A Yu.Shashkov. « Laser diagnostic of the plasma in the S-300 pulsed power generator» Proceedings of SPIE, 2004, v.5777,p.808-811.

Кореяьский Алексей Викторович

ЛАЗЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ В СИЛЬНОТОЧНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ

РАЗРЯДАХ.

Подписано в печать 14 11 200$. Формат 60*84 /16. Печать офсетная. Уел печ я 1.0 Уч-ии > 1.0 Тир» ТО эта Зпп №ф-525

Государственное образовательное учреждение высшею профессионального образования

Московский физико-технический институт (государственный университет) Отдел автоматизированных издательских систем «ФИЗТЕХ-ПОЛИГРАФ» 141700, Московскаяобл , г Долгопрудный, Институтский пер,9

05 - 2 2 7 8(1/

РНБ Русский фонд

2006-4 26456

Введение

Содержание

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Использование лайнеров как обострителей мощности для инерциалъного УТС

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

1.1.6 Лайнеры как обострители мощности.

1.2 Генерация мощных импульсов рентгеновского излучения с помощью лайнеров.

1.2.а Газовые лайнеры.

1.2.6 Генерация мощных рентгеновский импульсов с помощью многопроволочных Ъ-пинчей.

1.2.в Схема эксперимента лайнер-мишень.

1.2.г Физические процессы в лайнере.

1.2.д Гетерогенные лайнеры.

1.3. Обзор лазерных диагностик применяемых' на современных импульсных сильноточных ускорителях.

Глава 2. Сильноточный генератор С-300.

Глава 3. Сжатие импульсов света во времени при обратном вынужденном рассеянии Манделыитама-Бриллюэна(ВРМБ).

3.1.Пространственное разрешение регистрирующих систем в импульсных плазменных экспериментах.

3.2. Генерация ВРМБ сжатого импульса.

Глава 4. Лазерный диагностический комплекс для многокадровой теневой и шлирен съемки плазмы.

4.1. Схема генерации зондирующего излучения (передающая часть системы).

4.2. Описание приемной части.

Глава 5. Механизмы взаимодействия лазерного излучения с плазмой.

Глава 6. Экспериментальные результаты.

6.1 .Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций.

6.2. Исследование протекания импульсного тока с большой линейной плотностью по модели линии с магнитной изоляцией.

6.3. Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных 2-пинчах.

6.4. Динамика и излучение короны медной проволочки в пинчах с мегаамперным током . .'.

Эксперименты по имплозии легких цилиндрических лайнеров и 2-пинчей магнитным полем протекающего по ним тока мегаамперного уровня в настоящее время привлекают внимание исследователей по нескольким причинам. Во-первых, это использование их в качестве мощного источника рентгеновского излучения как в области мягкого, так и в области жесткого рентгеновского диапазона/1,2/. Во-вторых, это использование лайнеров и 2-пинчей для решения проблемы инерциального управляемого термоядерного синтеза (УТС) /3,4,5/.

Наряду с приведенными практическими целями горячая плотная плазма представляет существенный научный интерес, поскольку, несмотря на большое количество работ в этой области, плазма с параметрами, характерными для таких 7-пинчей, остается еще недостаточно изученной.

Для уменьшения роли неустойчивости и повышения эффективности преобразования энергии используются различные методы, к примеру, гетерогенные лайнеры /6/, схемы двухкаскадного сжатия /7,15/, применение внешнего продольного магнитного поля /8/. В любом случае для выяснения эффективности того или иного метода стабилизации необходимо иметь информацию о пространственной форме плазменного объекта и ее эволюции во времени.

Для наблюдения процесса сжатия, среди различных диагностик, применяемых на современных установках, важное место занимают различные лазерные диагностики. Они являются очень информативными, позволяют судить о динамике сжатия лайнеров и 2-пинчей, о развитии неустойчивостей и таких важных параметрах как скорость движения оболочки лайнера, характер и размер геометрических неоднородностей, кратность сжатия. При этом, в отличие от других диагностик, позволяющих судить об этих параметрах, например, таких как кадровые ЭОПы и щелевые развертки собственного свечения плазмы, как в видимом, так и рентгеновском диапазонах, лазерные диагностики позволяют судить о поведении плазмы с вполне определенными диапазонами плотностей или определенными диапазонами их градиентов.

Несмотря на эти достоинства, далеко не все установки имеют диагностические лазерные комплексы. Это связано с тем, что, хотя лазерные интерферометрические и теневые методики давно уже стали классическими, их реализация при современных параметрах и размерах сильноточных генераторов представляется достаточно сложной задачей.

Так например время нарастания тока на современных установках, таких как, PBFA-Z, PROTO-2, SATURN, АНГАРА-5-1, С-300, MAGPIE составляет в среднем 100 не. Такие узкие временные рамки наряду с высоким уровнем наводок ставят перед экспериментаторами серьезную задачу синхронизации диагностики с установкой. Кроме этого для достижения приемлемого временного и пространственного разрешения нужны лазерные импульсы с длительностью наносекундного диапазона, а еще лучше <1нс и энергией не менее 1-10 мДж. Большие размеры вакуумных камер, то есть важное для нас расстояние от входного до выходного окна, колеблются от 1 до 5 м. При этом размеры самих окон порядка 10-20 см. Это создает проблему малой апертуры для ввода и вывода нескольких диагностических лучей в реакторную камеру.

Целью этой работы является создание лазерной диагностической системы, для многокадровой теневой и шлиреп-съемки плазмы в сильноточных импульсных разрядах и исследованию с её помощью процесса имплозии плазмы лайнеров и Z-пинчей различных конфигураций. Улучшение пространственно-временного разрешения в этой системе достигалось благодаря использованию укорочения длительности импульса путем применения его сжатия с помощью Вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ).

Цель работы:

Главной целью проведённой работы было создание многокадровой лазерной диагностической системы и изучение динамики плазмы нагрузок различных конфигураций (лайнеров, 2-пинчей) на сильноточном ускорителе С300 (максимальный ток 1=3-3,5МА, время нарастания т=100нс, импеданс 0,150м). Исследование имплозии многопроволочных лайнеров из вольфрама, алюминия и их комбинаций.

Исследования динамики приэлектродной плазмы и её влияния на транспортировку энергии в модели линии с магнитной изоляцией при протекания импульсного тока с большой линейной плотностью. Изучение динамики развития перетяжки в плотных гетерогенных профилированных 2-пинчах.

На защиту выносятся следующие положения:

1.Создание лазерного диагностического комплекса, с ВРМБ-компрессией зондирующего излучения, для сильноточного генератора С-300.

2.Результаты экспериментального исследования имплозии лайнеров из алюминия, вольфрама и их комбинаций, по лазерным теневым и шлирен снимкам.

3.Исследование динамики приэлектродной плазмы в модели линии с магнитной изоляцией при протекании по ней тока с большой линейной плотностью.

Научная новизна работы:

Создан пяти-кадровый лазерный диагностический комплекс с длительностью излучения импульса ~ 0,3нс, на основе ВРМБ-компрессии импульса УАС:Ыс1 лазера.

Обнаружено усреднение периода аксиальных неустойчивостей плазмы образующихся на проволочках, в процессе сжатия лайнеров из проволочек различного состава.

С помощью лазерной теневой съемки обнаружен эффект образования прозрачных для зондирующего излучения областей плазмы лайнеров, объясняемый филаментацией тока.

Теневые и шлирен снимки в экспериментах по исследованию динамики приэлектродной плазмы модели линии с магнитной изоляцией, показали, что при плотностях тока до 5 МА/см., плотная плазма с концентрацией электронов 5-Ю17 см"3, не замыкает линию, т.е. для такой плазмы при характерных (~200нс) временах разряда линию можно считать магнитоизолированной.

Практическая ценность работы:

Разработана лазерная многокадровая диагностическая система, позволяющая проводить исследования динамики плазменных импульсных объектов в субнанасекундном диапазоне. С помощью этой системы был проведен целый ряд экспериментов по исследованию лайнеров и 2-пинчей на установке С-300, которые могут быть интерестны в физике импульсной плазмы и инерциального термоядерного синтеза.

Содержание работы:

Основные результаты этой серии экспериментов: Динамика короны, образующейся вокруг медной проволочки при протекании через нее тока, отличается от динамики короны алюминиевой проволочки, представленной в /70/. После начала тока около проволочки формируется плазменная корона, диаметр которой расширяется со средней скоростью 106-107 см/с. Корона характеризуется высоким градиентом плотности плазмы вблизи поверхности и появлением двух- импульсов излучения из нее в спектральных областях РУФ и МР.

После начала разрядного тока на 40-50 не. возникает РУФ-излучение. В 2-х пиках, появляющихся в моменты времени 80 и 120 не., излучение имеет максимальную энергию фотонов 120 эВ, мощность 50 ГВт и полную энергию 3 кДж. Для области РУФ в соответствии с законом Планка для черного тела можно получить оценку для температуры, которая оказывается выше 40 эВ.

Мягкое рентгеновское излучение с максимальной энергией фотонов выше 600 эВ имеет такую же максимальную мощность 50 ГВт и полную энергию 600-800 Дж в те же моменты времени 80 не и 120 не, но их длительность на полувысоте меньше и составляет 10-20 не.

Образующиеся в результате протекания тока через проволочку точки сферической формы диаметром 1-2 мм и временем жизни -10 не. излучали в один и тот же момент времени. Оценка плазменной температуры в этой области дает величину 150 эВ. Линии высокоионизованных ионов меди, соответствующие К- и Ь-оболочкам, излучались точками сферической формы в течение времени появления импульса МР-излучения. Оценка температуры для спектральных областей, к которым принадлежат Ь- и /Г-линии, дает следую- щие значения 400 и 2000 эВ соответственно.

Во время появления РУФ и МР-излучения в экспериментах с медной проволочкой не наблюдались плазменные образования со спиральными структурами, обнаруженные в /70/ как световыми, так и рентгеновскими ЭОПами. Это могло произойти по двум причинам. Во-первых, в настоящих опытах фотографирование рентгеновскими ЭОПами осуществлялось с помощью фильтров в спектральном диапазоне /?у > 600 эВ (тогда как в /70/ - в области /?у > 10 эВ), что не позволило наблюдать образование этих структур в короне медной проволочки. Во-вторых, световые ЭОПы имели более высокую чувствительность, чем в /70/, поэтому в представленной работе регистрировались в основном внешние слои короны с диаметром много большим, чем диаметр спиральных структур.

Заключение

1.Создан, синхронизован с установкой С-300 и введен в эксплуатацию пятикадровый диагностический лазерный комплекс с длиной волны излучения ?1=532нм (2-я гармоника УАС:Ш3+ лазера), с экспозицией ~ 0,3нс, временным интервалом между кадрами Т=10нс. Сжатие гигантского импульса лазерного излучения осуществляется посредством ВРМБ-компрессии в четыреххлористом углероде (ССЦ).

Анализ модовой структуры рассеянного импульса и импульса накачки показал наличие эффекта селекции мод при ВРМБ.

2.Получены теневые снимки плазмы многопроволочных лайнеров из комбинаций вольфрама и алюминия. Их анализ показал, что в процессе имплозии лайнеров происходит усреднение периода пространственной модуляции плазмы на поверхности проволочек лайнера.

3.В экспериментах с имплозией многопроволочных лайнеров обнаружено образование прозрачных для зондирующего излучения образований, параллельных оси, поперечные размеры которых увеличиваются при общем уменьшении диаметра тени лайнера. Этот эффект, по-видимому, является следствием филаментации тока.

4.Теневые и шлирен снимки в экспериментах по исследованию динамики приэлектродной плазмы модели линии с магнитной изоляцией, с погонной плотностью тока до 5 МА/см., показали, что вплоть до времен 240нс. от начала тока плотная плазма с концентрацией электронов 5-1017 см"3, не замыкает линию, т.е. для такой плазмы при характерных временах разряда линию можно считать магнитоизолированной.

5.В экспериментах по исследованию плазмы агар-агаровых 2-пинчей, были получены теневые снимки на которых видны мелкие каплевидные выбросы плазмы, двигающиеся со скоростями ~ 5*107 см/с., которые не разрешались лазерной диагностической системой с длительностью зондирующего импульса ~10нс, в аналогичных экспериментах.

В заключение хочется поблагодарить Юрия Григорьевича Калинина и Андрея Юрьевича Шашкова за научное руководство и всестороннюю помощь, Петра Ивановича Блинова за помощь в работе по синхронизации лазерного комплекса и установки С-300 и измерение длительностей лазерных импульсов. Так же благодарю всех членов диагностической группы и сотрудников установки С-300 за совместную работу и доброжелательное отношение.

1. Spielman R.B. et.al. PBFA Z: a 60-TW/5-MJ Z-Pinch Driver//Fourth 1.t. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings . - 1997. - Vancouver, Canada.

2. Sethian J. The Quest for Z-Pinches Based Fusion Energy Sourse-A Historikal Perspektive// Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings . 1997. -Vancouver, Canada.

3. Батюнин А.В., Булатов A.H., Вихарев В.Д., и др. Исследоване сверхбыстрого дейтериевого Z-пиича на установке "АНГАРА-5-1 "//Физика плазмы. 1990., Т. 16., с. 1027.

4. Haines M.G. An Overview of the DZP Project at Imperial Collcge//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

5. Rudakov L.I Increasing a Z-pinch's hard X-ray Yield// Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

6. Бакшт Р.Б., Лучинский А.В., ФедюнипА.В., Источник МРИ на основе каскадированных лайнеров//ЖТФ.-1992.-том 62, № 11.-е. 145-150.

7. Рудаков Л.И., Калинин Ю.А., Королев В.Д, Исследование сжатия и нагрева плазмы схлопывающимся лайнером в присутствии продольного магнитного поля// Отчет о НИР № 1/254. М.: ИАЭ, 1990. с.40-52.

8. Дюдерштадт Дж., Мозес Н. Ииерциальиый термоядерный синтез. М.: Энергоатом и здат, 1984.

9. Боголюбский С.Л. и др. Письма в ЖЭТФ. 1976, 24, вып.4, с.202-209.

10. Van Devcnder J.P. et.al. 10-th Int. Conf. on Plasma Phys. and Controlled Fusion Research, London, 1984.

11. Алиханов С.Г., Рудаков Л.И., Смирнов В.П., Ямпольский И.Р. Письма в ЖТФ. 1979. Т.5.С.1395.

12. LinhartJ.G. Nucl. Fusion. 1970,10,211.

13. Мохов В.Н., Чернышев В.К., Якубов В.В. и др. ДАН СССР 1979. Т.247. С.83.

14. Рудаков Л.И., Калинин Ю.Г., Кингсеи А.С. и др. Физичесское обоснование эксперимента «Лайнер-мишепь». Отчет о НИР № 2/234. М.: ИАЭ, 1985. 47 с.

15. Turchi P.J., Baker W.L. J.АЛ'. 1973, 44, 4936.

16. Боголюбский С.Л., Данько С.А., Гордеев Е.М. и др. Письма в ЭТФ. 1985.Т.Н.С.1271.

17. Matzen М.К. Bulletin of the A.P.S., Vol 41, No 7 (1996).

18. Duston D., Davis J., Agritellis C. J.A.P. 1985, 57, 785.

19. Spielman R.B. et.al. J.A.P. 1985, 57, 830.

20. Yadlowsky E.J. et.al. Comparison of Ribbon and Wire Array Load Characteristics//Fourth Int. Conf. on Denze Z-pinches: Proceedings. 1997. -Vancouver, Canada.

21. Baksht R.B. et.al. Wire Array Implosion Experiments on the Inductive Storage Generators GIT-4 and GIT-8//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

22. Maxon S. et.al. J.A.P. 1985, 57, 974.

23. Maxon S. et.al. J.A.P. 1986, 59, 293.

24. Рудаков Л.И. Импульсный источник жесткого рентгеновского излучения из схлопывающейся цилиндрической оболочки лайнера. Отчет о НИР № 2/257. М.:ИАЭ, 1985. - И с.

25. Зайдель А.Н., Островская Г.В. Лазерные методы исследования плазмы. Л.: Наука, 1977.

26. Власов Д.В. ЖЭТФ. 1973. Т.64. № 6. С. 1986-1990.

27. Бузялис P.P., Дементьев А.С., Косепко Е.К. Формирование субнапосекундных импульсов при ВРМБ излучения импульсно-периодического АИГ:Ш-лазера. Квантовая электропика, 12, № 10 (1985).

28. Aliaga-Rossel R., Bayley J., Mamin A., and Nizienko Y.//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Prjceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

29. Писарчик Т., Рупасов А.А., Саркисов Г.С., Шикапов А.С. Метод Фарадеевского вращения для диагностики магнитных полей в лазерной плазме//Препринт ФИАН № 135 М., 1989.

30. Брапицкий А.В., Вихарев В.Д., Касимов А.Г., Рупасов А.А., Саркисов Г.С., Смирнов В.П., Царфин В.Я., Шикапов А.А. Измерение магнитных нолей методом Фарадея в сильточпых разрядах па установке «Апгара-5-1». Препринт ИАЭ-5167/7, 1990.

31. Lebedev S.V. et.al. Coronal Plasma Behavior in С and D2 Fibres on the MAGPIE Generator//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. -1997. Vancouver, Canada.

32. Саркисов Г.С., Этлишер Б., Ателан С., Руйе К., Шикапов А.С. Наблюдение эффекта потери тока в перетяжке Z-пипча образованного при взрыве проволочки. Письма в ЖЭТФ, том 61, вып.6, стр. 471-476.

33. Soto L. et.al. Comparative Studies on a Gas Embedded Compressional Z-pinch in H2 and D2//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

34. Beg F.N., Ruiz-Camacho J., and Dangor A.E. Z-pinch Discharges-Bare and Plastic Coated Copper Wires//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

35. Pikuz S.A. et.al. Optical and Imaging Spectroscopy Methods//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

36. Kukushkin А.В., Rantsev-Kartinov V.A., Terentiev A.R., and Cherepanov K.V. Flux Ropes in Plasma Focus Experiments//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

37. Kravarik J. and Kubes P. Diagnostics of Small Carbon Fiber XUV-Pulse//Fourth Int. Conf. on Dense Z-pinches: Proceedings. 1997. - Vancouver, Canada.

38. Рудаков Л.И., Калинин Ю.А., Королев В.Д, Исследование сжатия и нагрева плазмы схлопывающимся лайнером в присутствии продольного магнитного поля// Отчет о НИР № 1/254. М.: ИАЭ, 1990. с.5-6.

39. Yadlowsky E.J. et.al. Streaked laser absorption measurements of density and temperature profiles in a high density Z-pinch. Rev. Sci. Instrum. 66(1), 1995.

40. Melzacki K. And Nardi V. Long exposure time schlieren photography of plasms focus discharges. Rev. Sci. Instrum. 66(1), 1995.

41. Захаренков Ю.А., Крохин O.H., Склизков Г.В., Шиканов А.С. Исследование возмущений профиля плотной лазерной плазмы методом высокоскоросной иптерферометрии//Кваптовая электроника, 1976, т.З, №5, с.1068.

42. Кругляков Э.П. Применение явлений оптической дисперсии и рефракции в диагностике плазмы// В кп.:Диагпостика плазмы., вып.З, с.97, М.Атомиздат, 1973,

43. Clark W., Gersten М., Pearlman Т. et al. Imploding Plasma Pinches Driven by High Power Generators// Procttdings of the 5lh Int.Conf. on High-Power Particle Beams, 1983, p.236.

44. Bakshaev Yu.L., Bartov A.V., Blinov P.I., Chernenko A.S., Dan'ko S.A. et al. Imploding Plasma Investigations In The Frame of "Liner-Con vertor' Sheme// Procttdings of the 12th Int.Conf. on High-Power Particle Beams, 1998, p.61.

45. Иваненков Г.В., Самохин А.И. Наносекупдный взрыв проволочек в вакуумном диоде сильноточного ускорителя// Препринт ФИАН № 80 М., 1984.

46. Скотников М.М. Теневые количественные методы в газовой динамике М.: Наука, 1976.

47. Гурлев Д.С. Справочник по фотографии Киев:Техшка, 1986.

48. Э.Гайжаускас, В.Крушас, Н.Я.Недбаев, Р.А.Петренко. Генерация пикосекупдных импульсов при ВРМБ в жидкостях.//Кваптовая электроника, 13, №6 (1986)

49. R.Aliaga-Rossel, J.Bayley, A.Mamin, Y.Nizienko. SBS Pulse Compression Applied to a Commercial Q-Switch Nd-YAG Laser//CP409, Dense Z-pinches, Fourth Internetional conference.

50. В.Г.Беспалов, Д.И.Стаселько. Пространственно-временная когерентность стоксового излучения при ВРМБ-компрессии в жидкостях. // Квантовая электропика, 12, №12 (1985)

51. Зайдель А.Н., Островская Г.В. Лазерные методы исследования плазмы. Л.: Наука, 1977.

52. D.Mosher. Phys. Rev., v. 10-, № 6, p. 2330, (1974).54. 10.M.Горбулии, И.А.Знаменская, Д.М.З.юпшикоа, Ю.Г.Калишш, А.Ю.Шашков. «Исследование динамики плазмы в сильноточном диоде». Препринт ИАЭ 4042/7, 1984.

53. Bakshaev Yu.L., Blinov Р.1., Chernenko A.S. et al., "Diagnostic arrangement on S-300 facility". Review of scientific Instruments,v.72 No. 1 (2001) pp. 1210-121.

54. 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.

55. Chernenko A.S., Smirnov V.P., Kingsep A.S. et al., "Implosion dynamics of multi-material wire-arrays on the S-300 pulsed power generator".2003 Pulsed Power Conference, Dallas-Texas, USA June 15-18th 2003'.

56. B.B. Александров, А.В. Браницкий, Г.С.Волков и др. Физика плазмы, 1999, том 25, № 12, с.1060-1078.

57. M.G. Haines, S.V. Lebedev et al. Proceedings of the 5th Intern. Conf. on Dense Z-pinches, Albuquerque, 2002, pp.345-349.

58. Кипгсеп A.C., Чукбар K.B., Япьков B.B. Электронная магнитная гидродинамика. // «Вопросы теории плазмы». Под ред. Кадомцева Б.Б. Вып. 16 М.: Атомиздат, 1987.

59. Bogolyubsky S.L., Gordeev Е.М., Kalinin Yu.G., et alll Proc. of 7th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (BEAMS'88), Karlsruhe, Germany, 1988, P. 1255.

60. Rudakov L.I., SevastianovЛ.А. II Proc. of 11th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (BEAMS'96), Prague, Czech Republic, 1996, V.2, P.766.

61. Bakshaev Yu.L., Blinov P.I., Chernenko A.S., el al //Review of Scientific Instruments, 2001, V.72, No 1, P. 1210.

62. Chernenko A.S., Smirnov V.P., Kingsep A.S. et al., "Implosion dynamics of multi-material wire-arrays on the S-300 pulsed power generator". Pulsed Power Conference, Dallas-Texas, USA June 15-18th 2003.

63. B. Jones, C. Deeney, C.A. Coverdale et al. Nested Mixed Aluminum-Titanium Wire Arrays on the Z Accelerator. Pulsed Power Conference, Dallas-Texas, USA -June 15-18th 2003, MP-11.

64. Yu.L. Bakshaev, P.I. Blinov, V.V. Vikhrev, ct. al., Plasma Physics Reports 27, No. 12,1039-1047 (2001).

65. Yu. L. Bakshaev, P.I. Blinov, A.S. Chernenko et. al. . First Intern. Conf. on Inertial Science and Application, Bordeaux, France, 17-22, September, 1999.

66. Yu.L. Bakshaev, P.I. Blinov, A.S. Chernenko, et al., Czechoslovak Jornal of Physics 52,212-220(2002).

67. V.V. Branitskii et. al., Plasma Physics Reports 25, (1999).

68. Куйеш П., Краварик E., Бакишев ЮЛ. и др. //Физика плазмы. 2002. Т. 28. № 4. С. 329.