Generation of Superhard X-Ray Radiation at The Compressing of Aluminum Wire Arrays

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

At the S-300 generator (2 MA, 400 kV, 100 ns), the appearance of superhard X-ray radiation was observed during magnetic compression of cylindrical nested aluminum arrays with a linear mass of ~350 μg/cm, consisting of aluminum wires with a diameter of 15 μm. At the final compression phase of the arrays, a compact pinch is formed, consisting of a large number of hot spots located along the axis. This phase is accompanied by the emission of soft X-rays with a duration of ~10 ns. Simultaneously with the pulses of soft X-ray radiation, superhard X-ray radiation with an energy exceeding 450 keV was discovered. Superhard X-ray radiation was measured with shielded scintillation detectors with lead filters 20–70 mm thick. The main cause of overvoltage on the plasma column appears to be constriction instability.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

V. Korolev

Kurchatov Institute

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: Korolev_VD@nrcki.ru
Ресей, Moscow

Yu. Bakshaev

Kurchatov Institute

Email: Bakshaev_YL@nrcki.ru
Ресей, Moscow

S. Danko

Kurchatov Institute

Email: Danko_SA@nrcki.ru
Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Айвазов И.К., Бехтев М.Б., Булан В.В., Булатов А.Н., Вихарев В.Д., Волков Г.С., Грабовский Е.В., Гигиберия В.П., Заживихин В.В., Зайцев В.И., Захаров С.В., Золотов В.П., Знатнов Е.В., Комаров С.А., Конкашбаева Р.С., Карташов А.В., Костромин А.П., Красильников А.И., Лузин Ю.Н., Макаров В.В., Мишенский В.О., Никандров Л.Б., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Певчев В.П., Савочкин В.Н., Смоленкова О.А., Смирнов В.П., Сопкин Ю.В., Тулупов М.В., Фролов И.Н., Царфин В.Я., Ямпольский И.Р. // Физика плазмы. 1990. Т.16. № 6. С. 645.
  2. Spielman R. B., Deeney C., Chandler G.A., Douglas M.R., Fehl D.L., Matzen M.K., McDaniel D.H., Nash T.J., Porter J.L., Sanford T.W.L., Seamen J.F., Stygar W.A., Struve K.W., Breeze S.P., McGurn J.S., Torres J.A., Zagar D.M., Gilliland T.L., Jobe D.O., McKenney J.L., Mock R.C., Vargas M., Wagoner T., Peterson D. L. // Phys. Plasmas. 1998. V. 5. № 5. P. 2105. DOI: https://doi.org/10.1063/1.872881
  3. Калинин Ю.Г., Кингсеп А.С., Смирнов В.П., Бакшаев Ю.Л., Бартов А.В., Блинов П.И., Данько С.А., Дубас Л.Г., Корельский А.В., Королёв В.Д., Мижирицкий В.И., Устроев Г.И., Черненко А.С., Чикин Р.В., Шашков А.Ю., Ли Дзэнхон, Хуа Синьшен, Пэн Сяньцзю, Фен Шупин, Гуо Цун, Цзян Шилун, Нинь Чен, Сон Фенджун, Сюй Жонкун, Сюй Цзэпин, Ян Ченли, Ян Цзюньлун, Ян Либин // Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 8. С. 714.
  4. Селемир В.Д., Демидов В.А., Ермолович В.Ф., Ермолович В.Ф., Спиров Г.М., Репин П.Б., Пикулин И.В., Волков А.А., Орлов А.П., Борискин А.С., Таценко О.М., Моисеенко А.Н., Баринов М.А., Маркевцев И.М., Казаков С.А., Селявский В.Т., Шаповалов Е.В., Гитерман Б.П., Власов Ю.В., Дыдыкин П.С., Ряслов Е.А., Котельников Д.В., Гайдаш С.В. // Физика плазмы. 2007. Т. 33. № 5. С. 424.
  5. Xian-Bin Huang, Shao-Tong Zhou, Jia-Kun Dan, Xiao-Dong Ren, Kun-Lun Wang, Si-Qun Zhang, Jing Li, Qiang Xu, Hong-Chun Cai, Shu-Chao Duan, Kai Ouyang, Guang-Hua Chen, Ce Ji, Bing Wei, Shu-Ping Feng, Meng Wang, Wei-Ping Xie, Jian-Jun Deng, Xiu-Wen Zhou, and Yi Yang // Phys. Plasmas.2015. V. 22. 072707. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4926532
  6. 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.
  7. Deeney C., Douglas M.R., Spielman R.B., Nash T.J., Peterson D.L., L’Eplattenier P., Chandler G.A., Seamen J.F., and Struve K.W. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. 4883.
  8. Александров В.А., Грабовский Е.В., Грибов А.Н., Грицук А.Н., Медовщиков С.Ф., Олейник Г.Н., Сасоров П.В. //Физика плазмы. 2008. Т. 34. № 4. C. 311.
  9. Александров В.А., Грабовский Е.В., Грибов А.Н., Грицук А.Н., Медовщиков С.Ф., Митрофанов К.Н., Олейник Г.Н. //Физика плазмы. 2009. Т.35. № 2. С.6.
  10. Kantsyrev V.L., Fedin D.A., Shlyaptseva A.S., Hansen S., Chamberlain D., and Ouart N. // Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 2519.
  11. Шелковенко Т.А., Пикуз С.А., Мингалеев А.Р., Агафонов А.В., Романова В.М., Тер-Оганесьян А.Е., Ткаченко С.И., Блеснер И.С., Митчелл М.Д., Чандлер К.М., Касси Б.Р., Хаммер Д.А. // Физика плазмы. 2008. Т. 34. №. 9. С. 816.
  12. Кахилл А.Д., Мингалеев А.Р., Пикуз С.А., Тиликин И.Н., Шелковенко Т.А., Хаммер Д.А., Хойт К.Л. // Тезисы доклада на XLI Международной Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС. 2014. С. 125.
  13. Ананьев С.С., Бакшаев Ю.Л., Блинов П.И., Брызгунов А.А., Данько С.А., Зеленин А.А., Казаков Е., Кальнин Ю.Г., Кингсеп А.С., Королев В.Д., Мижирицкий В.И., Пикуз С.А., Смирнов В.П., Соколов М.И., Ткаченко С.И., Черненко А.С., Шелковенко Т.А. // Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 6. С. 507.
  14. Ананьев С.С., Бакшаев Ю.Л., Бартов А.В., Блинов П.И., Брызгунов В.А., Данько С.А., Жужунашвили А.И., Зеленин А.А., Казаков Е.Д., Калинин Ю.Г., Кингсеп А.С., Королев В.Д., Мижирицкий В.И., Пикуз С.А., Романова В.М., Смирнов В.П., Ткаченко С.И., Устроев Г.И., Черненко А.С., Шелковенко Т.А., Щагин В.А. // Письма ЖЭТФ. 2008. Т. 87. Вып. 7. С. 426.
  15. Chernenko A.S., Gorbulin Yu.M., Kalinin Yu.G., Kingsep A.S., Koba Yu.V., Korolev V.D., Mizhiritskii B.I., Rudakov L.I. //Proc. 11th Int. Conf. on High-Power Particle Beams, Prague, Czech Republic. 1996. V. 1. P. 154.
  16. Данько С.А., АнаньевС.С., Калинин Ю.Г. // ВАНТ. Серия: Термоядерный синтез. 2009. Вып. 2. С. 43. http://vant.iterru.ru/vant_2009_2/2.pdf
  17. Калинин Ю.Г., Кингсеп А.С., Смирнов В.П, Бакшаев Ю.Л., Бартов А.В., Блинов П.И., Данько С.А., Дубас Л. Г., Корельский А.В., Королев В.Д., Мижирицкий В.И., Устроев Г.И., Чикин А.С., Шашков А.Ю., Ли Дзенхон, Хуа Синьшен, Пен Сяньцзю, Фэн Щунин, Гуо Цун, Цзян Щилун, Нинь Чен, Фенджун, Сюй Жонкун, СюйЦзепин, Ян Ченли, Ян Цзюлун, Ян Либин //Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 8. С. 714.
  18. Черненко А.С., Королев В.Д., Устроев Г.И., Иванов М.И., Александров С.Ю., Хунчунь Ц. // ВАНТ Сер. Термоядерный синтез. 2004. Вып. 2. С. 25.
  19. Hall G.N., Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., S.N. Bland, Lebedev S.V., Ampleford D.J., Palmer J.B.A., Bott S.C., Rapley J., Chittenden J. P. // Physics of Plasmas. 2006. V.13. P. 082701.
  20. Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. М.: Гостехтеориздат, 1957.
  21. Вихрев В.В., Коржавин В.М. // Физика плазмы. 1978. Т. 4. С. 735.
  22. Сасоров П.В. //Физика плазмы. 1992. Т. 18. С. 275.
  23. Вихрев В.В. // Прикладная физика. 1999. № 5. С. 71.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Scheme of the experiment: 1 - scintillation detectors equipped with lead filters; 2 - AXUV-5 semiconductor MR detectors; 3 - semiconductor detector SKD1-02 with collimator; 4 - wire assembly; 5 - lens and mirrors of the optical system; 6 - SPPD2-02 detector; 7 - electron-optical slit sweep; 8 - three optical frame EOPs; 9 - four-frame X-ray EOP; 10 - camera obscura; 11 - magnetic loops for current measurement; A - anode; K - cathode

Жүктеу (94KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Start 06.06 No. 2. Oscillograms of current I [MA]; voltage U [MV]; pulses of ultra-hard X-ray radiation in the conventional ranges hν > 600 keV and hν > 400 keV; hard X-ray radiation in the range hν > 80 keV; soft X-ray radiation with energy 10 < hν < 6000 eV, and a chronogram of compression of the multiwire assembly in visible light. Radiation power is presented in relative units

Жүктеу (500KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Photographs of the evolution of the two-stage aluminium assembly obtained with X-ray EOPs without filter (hν > 10 eV) and with a 3 μm thick lavsan filter (0.3 > hν > 0.2 and hν > 1 keV). The images are arranged in chronological order; the time (ns) indicated under them is counted from the current maximum

Жүктеу (139KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Typical X-ray EOPograms of a double-cascade (a) and a single aluminium liner (b) obtained at the moment of maximum compression behind a 3 μm thick mylar filter (0.3 > hν > 0.2 and hν >1 keV)

Жүктеу (96KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Startup 04.06 No.2. Oscillograms of voltage U [MV]; current I [MA]; ultra-hard X-ray radiation hν > 400 keV; LWR radiation hν > 50 keV, registered by the SKD1-02 sensor collimated along the axis; LWR radiation in the range hν > 80 keV (SPPD2-02) and chronogram of compression of the multiwire assembly in visible light

Жүктеу (397KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Calculated current of a scintillation detector covered by a 2 cm thick lead filter at a distance of 11.4 m as a function of electron energy

Жүктеу (63KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Calculated signal ratios of the PES shielded by 2 cm and 5 cm thick lead filters - 1 and 3 cm and 5 cm thick filters - 2, as a function of electron energy

Жүктеу (63KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024