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1.
平面型丝阵负载是近年来Z箍缩实验中研究较多的一种非圆柱型丝阵负载.基于平面型丝阵中单丝的静磁场分析并结合单丝的径向运动方程,计算获得了聚爆过程中负载电流在每根丝上分配、每根丝所受磁场力、丝阵负载区磁场分布、负载总电感及聚爆过程中负载动能变化等规律.模拟计算了平面型丝阵负载Z箍缩聚爆轨迹及聚爆时间,并与"强光一号"加速器上进行的平面型丝阵实验结果进行了对比.结果表明,基于单丝行为的模拟误差约为10%,可较为准确地获得平面型丝阵负载聚爆时间.计算结果有助于深入理解平面型丝阵负载Z箍缩物理过程,同时该模型可用于平面型丝阵负载参数设计. 相似文献
2.
基于Z箍缩零维模型、丝阵碰撞假设和箍缩动能最大化的优化原则,对美国Sandia实验室Z装置的典型双层钨丝阵负载进行了优化分析,结果表明它基本上是优化的.在丝阵碰撞假设下,利用一维三温辐射磁流体力学程序对其箍缩过程进行了数值模拟,模拟结果再现了Z箍缩过程的一维时空演化过程,得到了内外层丝阵的运动轨迹和驱动电流在它们之间的转移规律,并将计算得到的宏观结果与实验结果进行了比较.表明丝阵相互作用的碰撞假设有合理性.
关键词:
Z箍缩
双层钨丝阵
零维模型
一维辐射磁流体 相似文献
3.
宁成 李正宏 华欣生 徐荣昆 彭先觉 许泽平 杨建伦 郭存 蒋世伦 丰树平 杨礼兵 晏成立 宋凤军 V.P.Smirnov Yu.G.Kalinin A.S.Kingsep A.S.Chernenko E.V.Grabovsky 《物理学报》2004,53(7):2244-2249
利用铝丝和钨丝混合编制的丝阵作为Z箍缩的负载,在俄罗斯Kurchatov研究所的S300强流装置上对其Z箍缩过程进行了实验研究,并与纯铝丝阵和纯钨丝阵的实验结果进行了比较.不同材料组成的丝阵的Z箍缩x射线能谱之间有明显差异,混编丝阵的铝K壳层的x射线辐射强度比纯铝丝阵的弱,在纯钨丝阵Z箍缩中没有发现波长小于1.6nm的线辐射.混编丝阵Z箍缩的x射线发光区域比纯铝丝阵的小,但比纯钨丝阵的大,混编丝阵的x射线产额比纯铝丝阵的大,但比纯钨丝阵的略低.在驱动电流为2.5—2.8MA条件下,Z箍缩的径向收缩比为4—5,x射线辐射脉冲脉宽为25ns左右,峰值为0.3—0.5TW,总能量为10—20kJ.激光探针的阴影像显示了丝阵等离子体形成的细致过程,还表明了等离子体的边界面不够清晰,其不稳定性有明显的发展,内部有丰富的结构.
关键词:
Z箍缩
混编丝阵
S300强流装置 相似文献
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利用一维三温辐射磁流体力学程序对氖气和铝丝阵Z箍缩内爆过程中的能量转换过程进行了详细的数值研究,发现在内爆过程中离子和电子之间的碰撞能量交换是最主要的能量交换过程,其次是电子和光子之间的光电过程和轫致过程,而康普顿散射过程中的能量交换可以忽略不计;辐射出的x射线主要是在光电激发和光电复合过程中产生的,其次是在轫致辐射过程和康普顿散射过程中产生的.理论分析表明,辐射出的x射线能量可以超过,也可能小于其等离子体最大动能.数值模拟结果表明,在氖气Z箍缩中,辐射出的x射线能量没有超过其等离子体最大动能,而在铝丝阵列内爆中,辐射出的x射线能量超过了其等离子体最大动能,但小于磁压所做的功;在整个Z箍缩过程中欧姆加热能量是较小的.
关键词:
Z箍缩
能量转换
x射线辐射 相似文献
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金属丝阵列Z箍缩装置中的瑞利-泰勒不稳定性 总被引:1,自引:0,他引:1
磁流体瑞利-泰勒(RT)不稳定性是Z箍缩装置研究中的重要理论课题。引入一个金属丝阵列型Z箍缩的雪耙模型,对RT不稳定性的扰动幅值进行了初步的定量分析,提出了用剪切轴向流来抑制和减弱Z箍缩中的RT不稳定性,并探索了其它可用来抑制这种超快过程产生的不稳定性的方法。 相似文献
8.
给出了喷气Z箍缩动力学过程在二维柱坐标系下的等离子体粒子模拟物理模型,编写了相应的程序.对低电流驱动下的稀薄喷气Z箍缩动力学过程进行了验证性的等离子体粒子模拟,得到了许多微观的Z箍缩物理信息,如负载中的电流(密度)、电磁场、粒子位置和密度的时空演化,以及总的z箍缩拖尾质量和拖尾电流等信息.发现在Z箍缩过程中,模拟得到的等离子体电流随时间的变化反映出了等离子体箍缩到心和反弹的过程特征,磁场随径向的变化与长直导线电流给出的磁场很接近;电子所受到的电场力和磁场力(洛伦兹力)是相当的,而离子所受到的力主要是电场力;电子首先在z方向加速,然后在自身运动产生电流的磁场的作用下向轴心箍缩,而离子是在电子和离子电荷分离所产生的电场力的作用下向轴心运动;在压缩到轴心附近时,电子首先因静电排斥而飞散,而离子则在惯性的作用下继续向轴心箍缩,而后滞止飞散.Z箍缩等离子体的拖尾质量在20%左右,拖尾电流最大时在7%左右. 相似文献
9.
箍缩背光照相 总被引:1,自引:0,他引:1
利用PPG-Ⅰ脉冲功率装置(500 kV,400 kA,100 ns)驱动X箍缩负载,得到了μm量级的亚纳秒脉冲X射线辐射点源。在阴阳极轴线和回流柱上同时安装X箍缩负载,前者可作为背光照相的X射线点源;后者可作为被拍照的目标X箍缩。获得了X箍缩发展过程不同时刻的时间序列图像,在背光照相的图像中可以清晰观察到X箍缩交叉点处等离子体的外爆、箍缩以及最终的崩溃阶段。将阴阳极轴线上的X箍缩负载用Z箍缩丝阵负载代替,实现了对丝阵负载Z箍缩放电起始阶段的X射线背光照相,观察到了最初的各单丝电爆炸、等离子体膨胀及融合过程,同时观察到了双丝Z箍缩发展过程中的等离子体不稳定性。实验结果有助于深入理解Z箍缩发展的物理过程,同时可为有效的模拟建模分析提供基本的实验数据。 相似文献
10.
针对Z箍缩x辐射测量的需要,研制了一种新型的塑料闪烁体,具有对可见光抑制 能力强、x射线能量响应平坦、发光时间快等特点.利用同步辐射装置3W1B光站的单色软x射 线源、CΓC67型皮秒脉冲辐射源、Lamde 2型紫外/可见分光光度计等实验设备,测量了这 种闪烁体的能量响应、衰减时间、对可见光的透过效率、发光光谱等特性.实验表明,这种 闪烁体对可见光的透过率小于5%、发光时间约6ns、对100—1400eV的x射线具有平坦能量响 应,能够满足Z箍缩软x辐射测量.
关键词:
Z箍缩
x射线
新型闪烁体 相似文献
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12.
“阳”加速器Z-Pinch实验中负载方案的分析 总被引:8,自引:6,他引:2
对“阳”加速器(1.2MV,1.5MA,120ns)上开展Z箍缩(Z-Pinch)内爆等离子体实验产生强X光源的负载设计进行了基本的物理分析,在此基础上给出负载的结构尺寸、气体种类、密度和相关的参数。这些结果对物理问题的分析是有帮助的. 相似文献
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14.
系统和负载参数对喷气式Z箍缩过程的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
宁成 《核聚变与等离子体物理》2001,21(1):43-48
利用改进的零维雪铲模型计算了喷气式Z箍缩装置的系统和负载参数(系统特征电感和电阻、气柱质量和外半径等)对电流波形和箍缩动力学过程的影响。结果表明,电流波形和箍缩过程对系统特征电感和电阻的变化非常敏感;气柱质量和外半径对电流波形的影响不大,仅影响等离子体箍缩到心的时间和速度;电感和运动阻抗随箍缩过程的进行而增大;Z箍缩装置的能量转换效率是较高的。 相似文献
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讨论了Z箍缩内爆产生的低频电磁脉冲的辐射特性. Z箍缩驱动金属丝阵或固体套筒高速内爆,部分磁能通过与负载的运动耦合而向外辐射. 理论结果表明,电磁脉冲辐射功率由电流和内爆轨迹共同决定. 在中国工程物理研究院流体物理研究所的初级实验平台上开展了负载电流为7 MA,10%–90%上升时间65 ns的丝阵Z箍缩实验,根据实验测得的电流和内爆轨迹得到了电磁脉冲的辐射功率和频谱. 电磁脉冲峰值功率约为1 GW,能量约为0.5 J,能量转换效率约为10-7;峰值频率位于20–70 MHz,具有较宽的辐射频谱. 电磁脉冲辐射参数远小于软X射线辐射参数(峰值功率为50 TW,能量为0.5 MJ). 在弱相对论条件下,电磁脉冲辐射功率近似地正比于电流的6次方,随电流急剧增大. 软X射线辐射是丝阵Z箍缩过程中的主要能量转换形式,本文的研究结论表明,在更高的驱动电流下,电磁脉冲辐射将提供另一种重要的能量转换途径,势必会对诊断设备造成严重影响;此外,这类强电磁脉冲在其他领域也具有潜在的应用价值.
关键词:
Z箍缩
内爆
电磁脉冲 相似文献
16.
Ivanov VV Chittenden JP Altemara SD Niasse N Hakel P Mancini RC Papp D Anderson AA 《Physical review letters》2011,107(16):165002
High-resolution laser diagnostics at the wavelength of 266 nm were applied for the investigation of Z pinches at the 1-MA generator. The internal structure of the stagnated Z pinches was observed in unprecedented detail. A dense pinch with strong instabilities was seen inside the column of the trailing plasma. Kink instability, disruptions, and micropinches were seen at the peak of the x-ray pulse and later in time. The three-dimensional structure of the stagnated Z pinch depends on the initial wire-array configuration and implosion scenario. Small-scale density perturbations were found in the precursor plasma and in the stagnated Z pinch. Development of instabilities is in agreement with three-dimensional magnetohydrodynamic simulations. 相似文献
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18.
Roberts Thomas G. 《IEEE transactions on plasma science. IEEE Nuclear and Plasma Sciences Society》1975,3(4):216-221
Intense relativistic electron beams have been injected into the plasma of a Z pinch at various times during the formation of the plasma column. If the diameter of the plasma column exceeded a certain value, these beams were found to propagate with a high transport efficiency when injected either into the collapsing current sheet of the Z pinch or into the expanding plasma column after its diameter had reached a minimum. However, when the diameter of the plasma column is smaller than this critical value, the relativistic electron beam does not propagate. Instead, it continues to diverge until it strikes the glass wall of the Z pinch tube. 相似文献