Квазиизэнтропическое сжатие неидеальной плазмы гелия при постоянной конечной температуре 21000 К при давлениях до 600 ГПа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены данные по квазиизэнтропической сжимаемости сильно неидеальной плазмы гелия в области давлений 250-600 ГПа в устройствах цилиндрической геометрии. Измерена температура на фронте цилиндрической ударной волны в гелии T ≈ 10000 К и скорость полета внутреннего каскада W ≈ 3.5 км/с, в полости которого и достигается максимальная плотность сжатой плазмы. Получены данные о сжатии неидеальной плазмы гелия до плотности ρ ≈ 3 г/см при приблизительно постоянной конечной температуре 21000 К. Траектории движения металлических оболочек, сжимающих плазму, регистрировались с помощью мощных импульсных источников рентгеновского излучения с граничной энергией электронов до 60 МэВ. Плотность плазмы гелия определялась по измеренному значению радиуса оболочек в момент их «остановки». Давление сжатой плазмы получено на основе газодинамических расчетов. Проведены сравнительные теоретические расчеты параметров квазиизэнтропического сжатия по двум теоретическим моделям: традиционной химической модели плазмы (код SAHA) и в рамках подхода ab initio - квантовой молекулярной динамики (QMD). Аномалия экспериментальных данных в области давлений теоретически предполагаемого плазменного фазового перехода в гелии не зарегистрирована.

Об авторах

М. А Мочалов

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia

Р. И Илькаев

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia

В. Е Фортов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: mcleodjr@mail.ru
125412, Moscow, Russia

С. В Ерунов

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia; 603950, Nizhny Novgorod, Russia

В. А Аринин

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia

А. О Бликов

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia; 603950, Nizhny Novgorod, Russia

В. А Огородников

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia; 603950, Nizhny Novgorod, Russia

А. В Рыжков

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia

В. А Комраков

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Автор, ответственный за переписку.
Email: mcleodjr@mail.ru
607188, Sarov, Nizhny Novgorod oblast, Russia

Список литературы

  1. I. Iosilevskiy, V. Gryaznov, E. Yakub et al., Contrib. Plasma Phys. 43, 316 (2003).
  2. M. Schlanges, M. Bonitz, and A. Tschttschjan, Contrib. Plasma Phys. 35, 109 (1995).
  3. В.К. Грязнов, И.Л. Иосилевский, В. Е. Фортов, Термодинамика ударно-сжатой плазмы в квазихимическом представлении / Энциклопедия низкотемпературной плазмы под общей ред.В.Е. Фортова. Том приложений III-1 / Ред. А.Н. Старостин и И.Л. Иосилевский, Физматлит, Москва (2004), cc. 111-139.
  4. C. Winisdoerffer and G. Chabrier, Phys.Rev.E 71, 026402 (2005).
  5. W. Ebeling, Contrib. Plasma Phys. 30, 553 (1990).
  6. H. Hess, High Press.Res. 1, 203 (1989).
  7. В. Эбелинг, А. Фёрстер, В. Фортов и др., Теплофизические свойства горячей плотной плазмы, Москва-Ижевск: НИЦ ¾Регулярная и хаотическая динамика¿, Институт компьютерных исследований (2007).
  8. A. Forster, T. Kalbaum, and W. Ebeling, High Press.Res. 7, 375 (1991).
  9. В.Т.Швец, ЖЭТФ 143, 182 (2013).
  10. C.A. Seldam, Proc. Phys. Soc.A 70, 97 (1957).
  11. В.П. Трубицын, Ф.Р. Улинич, ДАН СССР 142, 578 (1962).
  12. D.A. Young, A.K. McMahan, and M. Ross, Phys. Rev.B 24, 5119 (1981).
  13. J. Meyer-ter-Vehn and W. Zittel, Phys.Rev.B 37, 8674 (1988).
  14. M. Preising and R. Redmer, Contrib. Plasma Phys. 61, e202100105 (2021).
  15. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., ЖЭТФ 142, 696 (2012).
  16. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., Письма в ЖЭТФ 96, 172 (2012).
  17. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., ЖЭТФ 146, 169 (2014).
  18. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., Письма в ЖЭТФ 101, 575 (2015).
  19. В.К. Грязнов, И.Л. Иосилевский, В.Е. Фортов, в сб.Ударные волны и экстремальные состояния вещества под ред.В.Е. Фортова и др., Наука, Москва (2000), c. 299.
  20. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В.Е. Фортов и др., ЖЭТФ 151, 592 (2017).
  21. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В.Е. Фортов и др., Письма в ЖЭТФ 108, 692 (2018).
  22. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В.Е. Фортов и др., ЖЭТФ 160, 735 (2021).
  23. М. В.Жерноклетов, В.К. Грязнов, В.А. Аринин и др., Письма в ЖЭТФ 96, 479 (2012).
  24. V.E. Fortov, R. I. Il'kaev, V.A. Arinin et al., Phys. Rev.Lett. 99, 185001 (2007).
  25. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В.Е. Фортов и др., ЖЭТФ 152, 1113 (2017).
  26. В.А. Огородников, А. Г. Иванов, А.Л. Михайлов и др., ФГВ 34, 103 (1998).
  27. В.А. Огородников, С.В. Ерунов, А.О. Бликов и др., ЖЭТФ 160, 621 (2021).
  28. Yu.P. Kuropatkin, V.D. Mironenko, V.N. Suvorov et al., in 11th IEEE Pulsed Power Conference/Digest of technical papers, ed. by G. Cooperstein and I. Vitkovitsky (1997), p. 1669.
  29. В. В. Сычев, А.А. Вассерман, А.Д. Козлов и др., Термодинамические свойства гелия, ГСССД, Изд-во стандартов, Москва (1984).
  30. V.A. Arinin and B. I. Tkachenko, Pattern Recogn. and Image Anal. 19, 63 (2009).
  31. Н.Ф. Гаврилов, Г. Г.Иванова, В.И.Селин,В.Н.Софронов, ВАНТ. Сер.: Методики и программы численные решения задач математической физики, Вып. 3, 11 (1982).
  32. Б.Л. Глушак, Л.Ф. Гударенко, Ю.М. Стяжкин, ВАНТ. Сер.: Математическое моделирование физических процессов, Вып. 2, 57 (1991).
  33. И.Р. Трунин, С. В. Корицкая, В. Арнолд, Препринт 75-2000, Саров (2000)
  34. S.V. Koritskaya,I.R. Trunin, and W. Arnold, AIP Conf. Proc. 505, 475 (2000).
  35. Б.А. Надыкто, А.И. Ломайкин, И.Н. Павлуша, М.О.Ширшова, ВАНТ. Сер.: Теоретическая и прикладная физика, Вып. 2, 43 (2012).
  36. А.А. Евстигнеев, М. В.Жерноклетов, В.Н. Зубарев, ФГВ 12, 758 (1976).
  37. М.А. Мочалов, Р.И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., ЖЭТФ 159, 1118 (2021).
  38. Р.Ф. Трунин, Л.Ф. Гударенко, М.В.Жерноклетов, Г.В. Симаков, Экспериментальные данные по ударно-волновому сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ, под ред.Р.Ф. Трунина, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров (2001).
  39. O.T. Strand, D.R. Goosman, C. Martinez et al., Rev. Sci. Instrum. 77, 083108 (2006).
  40. A.V. Chentsov and P.R. Levashov, Contrib.Plasma Phys. 52, 33 (2012).
  41. G. Kresse and J. Hafner, Phys.Rev.B 47, 558 (1993).
  42. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev.Lett. 77, 3865 (1996).
  43. В. Е. Фортов, Tepмодинамика динамических воздействий нa вещество, Физматлит, Москва (2019).
  44. Ф.В. Григорьев, С. Б. Кормер, О.Л. Михайлова и др., Письма в ЖЭТФ 16, 286 (1972).
  45. Ф.В. Григорьев, С. Б. Кормер, О.Л. Михайлова и др., ЖЭТФ 69, 743 (1975).
  46. Ф.В. Григорьев, С. Б. Кормер, О.Л. Михайлова и др., ЖЭТФ 75, 1683 (1978).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023