Самосжатый излучающий разряд высокой мощности с холодным стартом. Недосеев С.Л. - 41 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

объектов 6-10 нс на полувысоте, длительность фронта импульса излучения 1-2
нс. Мощность диссипации магнитной энергии в разрядной цепи в период
интенсивного излучения составляет ~4 ТВт (см. ниже, разд. 5.2).
Таким образом, эксперимент демонстрирует превращение "радиального
плазменного ливня" с начальным радиальным размером порядка 1 см в
вытянутую вдоль оси плазменную колонну с диаметром меньше 0,5 мм,
имеющую тонкую внутреннюю структуру и излучающую в сверхтераваттном
диапазоне мощности. Очевидно, этот результат требует объяснения, не
привлекающего понятия лайнера - массивной, компактной цилиндрической
плазменной оболочки, которая ускорена в радиальном направлении давлением
магнитного поля и имеет кинетическую энергию ~100 кДж. В экспериментах
такие оболочки наблюдать не удалось. Поэтому мы считаем, что при стагнации
пространственно неоднородного пинча осуществляется перевод энергии
магнитного поля тока в МГД-турбулентное движение ионной компоненты
сжатой плазмы. Происходит ее конвективное перемешивание с магнитным
полем, нагрев, передача энергии от ионов к электронам и излучение сжатой
плазмы. Мы предложили эту схему для излучающего Z-пинча в работе [2],
опираясь на результаты работы [6]. В последующей работе [7] эта схема была
обстоятельно исследована, так что на сегодня можно считать модель МГД-
турбулентного нагрева пинча наиболее близкой к эксперименту.
Мощность ввода магнитной энергии в приосевую область пинча может
быть описана формулой типа (15), модифицированной так, чтобы в нее входили
параметры, контролируемые в эксперименте. Считая, например, что r - радиус
пинча, (см), а I - ток, текущий через сжатую часть пинча, (А), M = πr
2
ρ -
погонная масса плазмы в сжатом состоянии, (г/см), из формулы (15) легко
получить оценку для мощности МГД-турбулентного нагрева сжатого пинча на
единицу его длины:
W
th
= 10
-10
χI
3
/(rM
1/2
) [Вт/см]. (16)
Параметр χ в уравнении (16) - это численный безразмерный множитель,
учитывающий параметры и степень неоднородности плазмы пинча. В работах
[6,7] он оценивается в предположении, что некоторая часть сжимаемой плазмы
пинча заполнена тороидальными магнитными пузырями, проникающими с
периферии пинча на ось пинча. По этой модели в [7] получено:
объектов 6-10 нс на полувысоте, длительность фронта импульса излучения 1-2
нс. Мощность диссипации магнитной энергии в разрядной цепи в период
интенсивного излучения составляет ~4 ТВт (см. ниже, разд. 5.2).
      Таким образом, эксперимент демонстрирует превращение "радиального
плазменного ливня" с начальным радиальным размером порядка 1 см в
вытянутую вдоль оси плазменную колонну            с диаметром меньше 0,5 мм,
имеющую тонкую внутреннюю структуру и излучающую в сверхтераваттном
диапазоне мощности. Очевидно, этот результат требует объяснения, не
привлекающего понятия лайнера - массивной, компактной цилиндрической
плазменной оболочки, которая ускорена в радиальном направлении давлением
магнитного поля и имеет кинетическую энергию ~100 кДж. В экспериментах
такие оболочки наблюдать не удалось. Поэтому мы считаем, что при стагнации
пространственно неоднородного пинча           осуществляется перевод энергии
магнитного поля тока в МГД-турбулентное движение ионной компоненты
сжатой плазмы. Происходит ее конвективное перемешивание с магнитным
полем, нагрев, передача энергии от ионов к электронам и излучение сжатой
плазмы. Мы предложили эту схему для излучающего Z-пинча в работе [2],
опираясь на результаты работы [6]. В последующей работе [7] эта схема была
обстоятельно исследована, так что на сегодня можно считать модель МГД-
турбулентного нагрева пинча наиболее близкой к эксперименту.
      Мощность ввода магнитной энергии в приосевую область пинча может
быть описана формулой типа (15), модифицированной так, чтобы в нее входили
параметры, контролируемые в эксперименте. Считая, например, что r - радиус
пинча, (см), а I - ток, текущий через сжатую часть пинча, (А), M = πr2ρ -
погонная масса плазмы в сжатом состоянии, (г/см), из формулы (15) легко
получить оценку для мощности МГД-турбулентного нагрева сжатого пинча на
единицу его длины:
                        Wth = 10-10 χI3/(rM1/2) [Вт/см].                (16)
Параметр χ    в уравнении (16) - это численный безразмерный множитель,
учитывающий параметры и степень неоднородности плазмы пинча. В работах
[6,7] он оценивается в предположении, что некоторая часть сжимаемой плазмы
пинча заполнена      тороидальными магнитными пузырями, проникающими с
периферии пинча на ось пинча. По этой модели в [7] получено: