Влияние индуктивности на параметры плазменного фокуса в импульсном коаксиальном ускорителе
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v78.i3.07Ключевые слова:
плазма, плазменный фокус, пинч, высоковольтный разрядник, разрядный ток, индуктивность, конденсатор, килоджоулевый диапазонАннотация
На основе физического анализа процессов, происходящих в импульсных плазменных ускорителях, обосновывается возможность их использования для создания и исследования плазменного фокуса. В частности изучено влияние индуктивности на параметры плазменного фокуса в установках типа «Плазменный фокус» (ПФ) килоджоулевого диапазона, создаваемых на основе импульсного коаксиального ускорителя. Предложена и обоснована эквивалентная схема установки, на основании анализа которой анализируется влияние индуктивности контура и ёмкости конденсаторной батареи на значение максимального тока и нейтронного выхода без учёта параметров разрядника и токопроводящих проводов. На основании теоретической оценки индуктивности установки рассчитано её наиболее вероятное значение. Оказалось, что в установках рассматриваемого диапазона энергии индуктивность составляет примерно 7,5·10-7 Гн и имеет зависимость от ёмкости конденсаторной батареи. Напротив, в установках с мегаджоулевой энергетикой индуктивность не зависит от числа и ёмкости конденсаторов, вследствие чего увеличение последней не влияет на рост силы тока. Получены экспериментальные и теоретические зависимости разрядного тока от приложенного напряжения при различных ёмкостях конденсаторной батареи. Приведён сравнительный анализ теоретических и экспериментальных осциллограмм тока. Обнаружено наибольшее совпадение теоретических и экспериментальных результатов при длительности разрядного импульса Т = 30 мкс.
Библиографические ссылки
2 F.B. Baimbetov, B.M. Useinov, Impul'snyye koaksial'nyye plazmennyye uskoriteli i metody diagnostiki plazmennykh potokov [Elektr.resurs]: view pdf. Access mode: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/33/019/33019316.pdf (in Russ).
3 A.M. Zhukeshov, B.M. Ibraev, et al, Bulletin of ENU, 2, 386-389 (2016). (in Russ).
4 A.M. Zhukeshov, B.M. Ibraev, et.al, International Journal of Mathematics and Physics, 7 (1), 137-140 (2016).
5 A.M. Zhukeshov, A.U. Amrenova, et.al., Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki, 89 (3), 378-383 (2019).
6 V.I. Krauz, D.A. Voitenko, et.al., VANT. Thermonuclear fusion series, 38 (2), 19-31 (2015). (in Russ).
7 B.M. Useinov, A.A. Solodovnik, et al., Journal of Problems of the Evolution of Open Systems, 2 (21), 31-40 (2019). (in Russ).
8 I.V. Volobuev, L.Kh. Kryukov, et.AL., Brief communications on physics FIAN, 10, 20-27 (2012). (in Russ).
9 V.Ya. Nikulin and S.N. Polukhin, Plasma physics, 33 (4), 304-310 (2007). (in Russ).
10 V.Ya. Nikulin and S.N. Polukhin, K voprosu o neytronnom skeylinge plazmennogo fokusa. Elektrotekhnicheskiy podkhod, (Moscow, 2006), 18 p. (in Russ).
11 A.K. Dulatov, B.D. Lemeshko, et.al., VANT. Ser. Thermonuclear fusion, 39 (3), 66-72 (2016). (in Russ).
12 I.V. Volobuev, A.E. Gurei, et.al., Plasma Physics, 36 (12), 1075-1084 (2010). (in Russ).
13 E.J. Lerner, S.K. Murali, A. Hapoub, Preliminary experimental results from a new megamp dense plasma focus, IEEE 37th International Conference on Plasma Sciences, 211-215 (2010).
14 A.N. Mayorov, V.Ya. Nikulin, et.al., Brief communications on physics FIAN, 7, 3-13 (2015). (in Russ).
15 V.Ya. Nikulin, S.A. Startsev and S.P. Tsybenko, Brief communications on physics of the Physics Institute. P.N. Lebedev of the Russian Academy of Sciences, 5, 21-26 (2015). (in Russ).
16 A.K. Dulatov, B.D. Lemeshko, et.al., Advances in Applied Physics, 1 (4), 559-563 (2013). (in Russ).
17 M. Scholz, Habilitation dissertation, (Kraków: Institute of Nuclear Physics PAN, 2014), 146 p.
18 A.S. Savelov, G.Kh. Salakhutdinov, et.al., Applied Physics, 4, 52-55 (2010). (in Russ).
19 S.N. Polukhin, A.M. Dzhamankulov, et.al., Plasma Physics, 42 (12), 54-60 (2016). (in Russ).
20 R.I. Morad, M.K. Jassim and R.H. Majeed, Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences, 4 (3), 576-587 (2014).
21 D.I. Yurkov, A.K. Dulatov, et.al., Advances in Applied Physics, 5 (1), 45-53 (2017). (in Russ).
22 V.A. Gribkov, I.V. Borovitskaya, et.al., Industrial laboratory. Diagnostics of materials, 85 (8), 29-36 (2019). (in Russ).
23 Yu.V. Mikhailov, B.D. Lemeshko and I.A. Prokuratov, Plasma physics, 45 (4), 323-334 (2019). (in Russ).
24 N.A. Epifanov, G.G. Bondarenko, et.al., Procedia Manufacturing, 37, 500-507 (2019).
25 I.V. Borovickaya, V.A. Gribkov and A.S. Demin, Advanced Materials, 5, 23-36 (2020). (in Russ).
