МОЩНЫЙ ИСТОЧНИК МЯГКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ Z-ПИНЧА ВЛОЖЕННЫХ СБОРОК ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ФИЗИКЕ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты работ по созданию мощного источника мягкого рентгеновского излучения (МРИ, ℎν > 100 эВ) на основе Z-пинча компактных вложенных сборок. Одно из применений такого источника излучения возможно для радиационной абляции мишеней из различных веществ в экспериментах по физике высокой плотности энергии и экстремального состояния вещества, активно проводимых в настоящее время в мире. На мощной электрофизической установке Ангара-5-1 при уровне разрядного тока до 3.5 МА проведены эксперименты по сжатию плазмы двухкаскадных вложенных сборок смешанного состава с различным отношением радиусов каскадов. Внешний каскад состоял из волокон вещества с малым атомным номером (полипропилен), внутренний каскад — из вещества с высоким атомным номером (вольфрам). Было показано, что в случае вложенных сборок данной конструкции возможно получить существенное (в ∼1.4 раз) повышение пиковой мощности МРИ по сравнению с одиночными W-сборками с теми же параметрами, что и у W-сборки во внутреннем каскаде. При этом спектральные данные, полученные при помощи спектрографа скользящего падения с «плоским полем», демонстрируют существенное уменьшение доли ионов вольфрама в отставшей плазме вокруг пинча вложенных сборок. Путем оптимизации линейной массы внешнего каскада и его радиуса получены мощные и короткие импульсы МРИ амплитудой ∼10 ТВт, энергией ∼130 кДж и длительностью ∼ 4–5 нс. Это позволило увеличить падающую плотность мощности и флюенс на мишень вплоть до 1.55 ТВт/см2 и 17 кДж/см2, соответственно, в экспериментах по экстремальному состоянию вещества, проводимых в настоящее время на установке.

Об авторах

К. Н. Митрофанов

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Email: mitrofan@triniti.ru
Москва, Троицк, Россия

А. Н. Грицук

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Москва, Троицк, Россия

В. В. Александров

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Москва, Троицк, Россия

А. В. Браницкий

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Москва, Троицк, Россия

Е. В. Грабовский

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Москва, Троицк, Россия

И. Н. Фролов

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Москва, Троицк, Россия

В. В. Рыжаков

ГНЦ РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Москва, Троицк, Россия

Список литературы

  1. Olson C., Rochau G., Slutz S., Morrow C., Olson R., Cuneo M., Hanson D., Bennett G., Sanford T., Bailey J., Stygar W., Vesey R., Mehlhorn T., Struve K., Mazarakis M., Savage M., Pointon T., Kiefer M., Rosenthal S., Cochrane K., Schneider L., Glover S., Reed K., Schroen D., Farnum C., Modesto M., Oscar D., Chhabildas L., Boyes J., Vigil V., Keith R., Turgeon M., Cipiti M., Lindgren E., Dandini V., Tran H., Smith D., McDaniel D., Quintenz J., Matzen M.K., VanDevender J.P., Gauster W., Shephard L.,Walck M., Renk T., Tanaka T., Ulrickson M., Meier W., Latkowski J., Moir R., Schmitt R., Reyes S., Abbott R., Peterson R., Pollock G., Ottinger P., Schumer J., Peterson P., Kammer D., Kulcinski G., El-Guebaly L., Moses G., Sviatoslavsky I., Sawan M., Anderson M., Bonazza R., Oakley J., Meekunasombat P., De Groot J., Jensen N., Abdou M., Ying A., Calderoni P., Morley N., Abdel-Khalik S., Dillon C., Lascar C., Sadowski D., Curry R., McDonald K., Barkey M., Szaroletta W., Gallix R., Alexander N., Rickman W., Charman C., Shatoff H., Welch D., Rose D., Panchuk P., Louie D., Dean S., Kim A., Nedoseev S., Grabovsky E., Kingsep A., Smirnov V. Development Path for Z-Pinch IFE. // Fusion Science and Technology. 2005. V. 47. N. 3. P. 633–640.
  2. Sangster T.C., McCrory R.L., Goncharov V.N., Harding D.R., Loucks S.J., McKenty P.W., Meyerhofer D.D., Skupsky S., Yaakobi B., MacGowan B.J., Atherton L.J., Hammel B.A., Lindl J.D., Moses E.I., Porter J.L., Cuneo M.E., Matzen M.K., Barnes C.W., Fernandez J.C., Wilson D.C., Kilkenny J.D., Bernat T.P., Nikroo A., Logan B.G., Yu S., Petrasso R.D., Sethian J.D., Obenschain S. // Nuclear Fusion. 2007. V. 47. N. 10. P. S686–S695.
  3. Abu-Shawareb H., R. Acree, Adams P. et. al. // Phys. Rev. Lett. 2022. V. 129. N. 8. P. 075001-1–075001-15.
  4. Lindl J.D., Amendt P., Berger R.L., Glendinning S.G., Glenzer S.H., Haan S.W., Kauffman R.L., Landen O.L., Suter L.J. // Phys. Plasmas. 2004.V. 11. N. 2. P. 339–491.
  5. Lawrence Livermore National Laboratory, 2022, https://www.llnl.gov/news/national-ignitionfacilityachieves-fusion-ignition
  6. Remington B.A., Drake R.P. and Ryutov D.D. // Rev. Mod. Phys. 2006. V. 78. N. 8. P. 755.
  7. Фортов В.Е. // УФН. 2009. Т. 179.№6. С. 653–687.
  8. Drake R.P. // Springer Science & Business Media. 2006. 518 c.
  9. Грабовский Е.В., Сасоров П.В., Шевелько А.П., Александров В.В., Андреев С.Н., Баско М.М., Браницкий А.В., Грицук А.Н., Волков Г.С., Лаухин Я.Н., Митрофанов К.Н., Новиков В.Г., Олейник Г.М., Самохин А.А., Смирнов В.П., Толстихина И.Ю., Фролов И.Н., Якушев О.Ф. // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103.№5. С. 394–401.
  10. Grabovski E.V., Sasorov P.V., Shevelko A.P., Aleksandrov V.V., Andreev S.N., Basko M.M., Branitski A.V., Gritsuk A.N., Volkov G.S., Laukhin Ya.N., Mitrofanov K.N., Oleinik G.M., Samokhin A.A., Smirnov V.P., Tolstikhina I.Yu., Frolov I.N., Yakushev O.F. // Matter and Radiation at Extremes. 2017. V. 2.№3. P. 129–138.
  11. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Фролов И.Н., Браницкий А.В., Лаухин Я.Н. // Физика плазмы. 2017. Т. 43.№4. С. 367–382.
  12. Александров В.В., Баско М.М., Браницкий А.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Сасоров П.В., Фролов И.Н. // Физика плазмы. 2021. Т. 47.№7. С. 613–650.
  13. Александров В.В., Браницкий А.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Фролов И.Н., Баско М.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48.№9. С. 847–870.
  14. Gritsuk A.N., Mitrofanov K.N., Aleksandrov V.V., Branitsky A.V., Grabovski E.V., Oleinik G.M., Frolov I.N., Basko M.M., Grushin A.S., Solomyannaya A.D., Rodionov N.B. // Plasma Physics Reports. 2024. V. 50. N. 2. P. 206–224.
  15. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Браницкий А.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Олейник Г.М., Фролов И.Н. // Физика плазмы. 2021. Т. 47.№10. С. 887–920.
  16. Mitrofanov K.N., Aleksandrov V.V., Branitski A.V., Grabovskiy E.V., Gritsuk A.N., Oleinik G.M., Frolov I.N., Samokhin A.A., Olkhovskaya O.G., Gasilov V.A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2022. V. 64., N. 4. P. 045007-1–045007-24.
  17. Митрофанов К.Н., Грицук А.Н., Александров В.В., Браницкий А.В., Грабовский Е.В., Олейник Г.М., Фролов И.Н. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 7. С. 647–670.
  18. Альбиков З.А., Велихов Е.П., Веретенников А.И., Глухих В.А., Грабовский Е.В., Грязнов Г.М., Гусев О.А., Жемчужников Г.Н., Зайцев В.И., Золотовский О.А., Истомин Ю.А., Козлов О.В., Крашенинников И.С., Курочкин С.С., Латманизова Г.М., Матвеев В.В., Минеев Г.В., Михайлов В.Н., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Певчев В.П., Перлин А.С., Печерский О.П., Письменный В.Д., Рудаков Л.И., Смирнов В.П., Царфин В.Я., Ямпольский И.Р. // Атомная энергия. 1990. Т. 68. Вып. 1. С. 26–35.
  19. Малышев В.И. Введение в экспериментальную спектрометрию. М.: Наука, 1979.
  20. Antsiferov P.S., Dorokhin L.A. and Krainov P.V. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 87. N. 5. P. 053106.
  21. Скобляков А.В., Колесников Д.С., Канцырев А.В., Голубев А.А., Рудской И.В., Грицук А.Н., Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М. // Физика плазмы. 2023. T. 49.№6. С. 558–575.
  22. Skobliakov A.V., Kolesnikov D.S., Kantsyrev A.V., Golubev A.A., Ilyicheva M.V., Gritsuk A.N., Grabovskii E.V. // Rev. Sci. Instrum. 2023. V. 94. N. 11. P. 113102.
  23. Браницкий А.В., Олейник Г.М. // Приборы и техника эксперимента (ПТЭ). 2000. №4. С. 58–64.
  24. Александров В.В., Волков Г.С., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Лахтюшко Н.И., Медовщиков С.Ф., Олейник Г.М., Светлов Е.В. // Физика плазмы. 2014. Т. 40.№2. С. 160–171.
  25. Волков Г.С., Грабовский Е.В., Зайцев В.И., Зукакишвили Г.Г., Зурин М.В., Митрофанов К.Н., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Порофеев И.Ю., Смирнов В.П., Фролов И.Н. // Приборы и техника эксперимента (ПТЭ). 2004.№2. С. 74–81.
  26. Олейник Г.М. // Приборы и техника эксперимента (ПТЭ). 2000.№3. С. 49–51.
  27. Александров В.В., Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Смирнов В.П., Сасоров П.В., Фролов И.Н. // Физика плазмы. 2004. Т. 30.№7. С. 615–629.
  28. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Грицук А.Н., Грабовский Е.В., Фролов И.Н., Лаухин Я.Н., Брешков С.С. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 2. С. 134–157.
  29. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Грицук А.Н., Браницкий А.В., Фролов И.Н., Грабовский Е.В., Сасоров П.В., Ольховская О.Г., Зайцев В.И. // Физика плазмы. 2018. Т. 44.№2. С. 157–192.
  30. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Грабовский Е.В., Браницкий А.В., Грицук А.Н., Фролов И.Н., Лаухин Я.Н. // Физика плазмы. 2017. Т. 43.№9. С. 751–764.
  31. Cuneo M.E., Waisman E.M., Lebedev S.V., Chittenden J.P., Stygar W.A., Chandler G.A., Vesey R.A., Yu E.P., Nash T.J., Bliss D.E., Sarkisov G.S., Wagoner T.C., Bennett G.R., Sinars D.B., Porter J.L., Simpson W.W., Ruggles L.E.,Wenger D.F., Garasi C.J., Oliver B.V., Aragon R.A., Fowler W.E., Hettrick M.C., Idzorek G.C., Johnson D., Keller K., Lazier S.E., McGurn J.S., Mehlhorn T.A., Moore T., Nielsen D.S., Pyle J., Speas S., Struve K.W., Torres J.A. // Phys. Rev. E. 2005. V. 71. P. 046406-1–046406-43.
  32. Gritsuk A.N., Aleksandrov V.V., Grabovskiy E.V., Laukhin Y., Mitrofanov K.N., Oleinik G.M., Volkov G.S., Frolov I.N. and Shevel’ko A.P. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2013. V. 41. N. 11. P. 3184–3189.
  33. Vichev I.Yu., Novikov V.G., Solomyannaya A.D. // Mathematical Models and Computer Simulations. 2009. V. 1, N. 4. P. 470–481.
  34. Colm S Harte, Higashiguchi T., Otsuka T., D’Arcy R., Kilbane D. and O’Sullivan G. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2012. V. 45. N. 20. P. 205002.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».