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丝阵负载Z箍缩内爆动力学研究

盛亮 邱孟通 黑东炜 邱爱慈 丛培天 王亮平 魏福利

丝阵负载Z箍缩内爆动力学研究

盛亮, 邱孟通, 黑东炜, 邱爱慈, 丛培天, 王亮平, 魏福利
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  • 丝阵负载内爆动力学行为基本可以分为以下四个过程:1)丝的烧蚀;2)壳层的形成;3)内爆;4)滞止.利用所研制的可见光分幅相机和X射线分幅相机在"强光一号"加速器上对多种型号的丝阵负载Z箍缩内爆动力学行为进行了实验研究,获得了从早期单丝烧蚀到等离子体柱崩毁全过程图像,并对实验结果进行了分析,主要研究成果如下:1)发现存在较长时间的丝烧蚀过程,且单丝烧蚀在轴向上并不均匀;实验得到的内爆轨迹与唯像模型计算结果较为一致.2)不论早期的可见光图像还是中后期的软X射线图像都存在明显的阴极发射,内爆后期在阴极附近存在明
    [1]

    Hussey W 1990 J. Appl. Phys. 51 1452

    [2]

    Ryutov D D, Derzon M S, Matzen M K 2000, Reviews of Modern Physics 72 167

    [3]

    Sanford T W L, Allshouse G O, Marder B M, Nash T J, Mock R C, Spielman R B, Seamen J F, McGurn J S, Jobe D, Gilliland T L, Vargas M, Struve K W, Stygar W A, Douglas M R, Matzen M K, Hammer J H, DeGroot J S, Eddleman J L, Peterson D L, Mosher D, Whitney K G, Thornhill J W, Pulsifer P E, Apruzese J P, Maron Y 1996 Physical Review Letters 77 5063

    [4]

    Deeney C, Douglas M R, Spielman R B, Nash T J, Peterson D L, ’Eplattenier P L, Chandler G A, Seamen J F, Strve K W 1998 Physical Review Letters 81 4883

    [5]

    Lebedev S V, Beg F N, Bland S N, Chittenden J P, Dangor A E, Haines M G, Kwek K H, Pikuz S A, Shelkovenko T A 2001 Phys. Plasmas 8 3734

    [6]

    Xia G X, Zhang F Q, Xu Z P, Xu R K, Chen J C, Ning J M 2010 Acta Phys Sin. 59 97(in Chinese) [夏广新、章法强、许泽平、徐荣昆、陈进川、宁家敏 2010 物理学报 59 97]

    [7]

    Qiu A C, Kuai B, Zeng Z Z, Wang W S, Qiu M T, Wang L P, Cong P T, Lü M 2006 Acta. Phys. Sin. 55 5917 (in Chinese) [邱爱慈、蒯斌、曾正中、王文生、邱孟通、王亮平、从培天、吕 敏 2006 物理学报 55 5917]

    [8]

    Ye F, Li Z H, Qin Y, Jiang S Q, Xue F B, Yang J L, Xu R K, Jin Y J. 2010 Chin. Phys. B 19 075204

    [9]

    Sheng L, Wei F L, Lü M, Wang K L, Qiu A C, Hei D W, Qiu M T, Yuan Y, Zhao J Z, Wang P W 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 1936 (in Chinese) [盛 亮、魏福利、吕 敏、王奎禄、邱爱慈、黑东炜、邱孟通、袁 媛、赵吉祯、王培伟 2006 强激光与粒子束 18 1936]

    [10]

    Qiu M T, Lü M, Wang K L, Hei D W, Qiu A C, Zeng Z Z, Du J Y, Kuai B, Yuan Y, Tian H, Sun F R, Luo J H 2003 High Power Laser and Particle Beams 15 101 (in Chinese) [邱孟通、吕 敏、王奎禄、黑东炜、邱爱慈、曾正中、杜继业、蒯 斌、袁 媛、田 慧、孙凤荣、罗建辉 2003 强激光与粒子束 15 101]

    [11]

    Haines M G 1998 IEEE Transactions on Plasma Science 26 1275

    [12]

    Aleksandrov V V, Branitskii A V, Volkov G S, Grabovskii E V, Zurin M V, Nedoseev S L, Oleinik G M, Samokhin A A, Sasorov P V, Smirnov V P, Fedulov M V, Frolov I N 2001 Plasma Physics Reports 27 89

    [13]

    Duan Y Y, Guo Y H, Wang W S, Qiu A C 2004 Acta Phys Sin. 53 2654 (In Chinese) [段耀勇、郭永辉、王文生、邱爱慈 2004 物理学报 53 2654]

    [14]

    Salzmann Davis 1998 Atomic physics in hot plasmas (New York, USA: Oxford University Press)

  • [1]

    Hussey W 1990 J. Appl. Phys. 51 1452

    [2]

    Ryutov D D, Derzon M S, Matzen M K 2000, Reviews of Modern Physics 72 167

    [3]

    Sanford T W L, Allshouse G O, Marder B M, Nash T J, Mock R C, Spielman R B, Seamen J F, McGurn J S, Jobe D, Gilliland T L, Vargas M, Struve K W, Stygar W A, Douglas M R, Matzen M K, Hammer J H, DeGroot J S, Eddleman J L, Peterson D L, Mosher D, Whitney K G, Thornhill J W, Pulsifer P E, Apruzese J P, Maron Y 1996 Physical Review Letters 77 5063

    [4]

    Deeney C, Douglas M R, Spielman R B, Nash T J, Peterson D L, ’Eplattenier P L, Chandler G A, Seamen J F, Strve K W 1998 Physical Review Letters 81 4883

    [5]

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    [6]

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    [9]

    Sheng L, Wei F L, Lü M, Wang K L, Qiu A C, Hei D W, Qiu M T, Yuan Y, Zhao J Z, Wang P W 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 1936 (in Chinese) [盛 亮、魏福利、吕 敏、王奎禄、邱爱慈、黑东炜、邱孟通、袁 媛、赵吉祯、王培伟 2006 强激光与粒子束 18 1936]

    [10]

    Qiu M T, Lü M, Wang K L, Hei D W, Qiu A C, Zeng Z Z, Du J Y, Kuai B, Yuan Y, Tian H, Sun F R, Luo J H 2003 High Power Laser and Particle Beams 15 101 (in Chinese) [邱孟通、吕 敏、王奎禄、黑东炜、邱爱慈、曾正中、杜继业、蒯 斌、袁 媛、田 慧、孙凤荣、罗建辉 2003 强激光与粒子束 15 101]

    [11]

    Haines M G 1998 IEEE Transactions on Plasma Science 26 1275

    [12]

    Aleksandrov V V, Branitskii A V, Volkov G S, Grabovskii E V, Zurin M V, Nedoseev S L, Oleinik G M, Samokhin A A, Sasorov P V, Smirnov V P, Fedulov M V, Frolov I N 2001 Plasma Physics Reports 27 89

    [13]

    Duan Y Y, Guo Y H, Wang W S, Qiu A C 2004 Acta Phys Sin. 53 2654 (In Chinese) [段耀勇、郭永辉、王文生、邱爱慈 2004 物理学报 53 2654]

    [14]

    Salzmann Davis 1998 Atomic physics in hot plasmas (New York, USA: Oxford University Press)

  • [1] 盛亮, 王亮平, 李阳, 彭博栋, 张美, 吴坚, 王培伟, 魏福利, 袁媛. 平面丝阵负载Z箍缩内爆动力学一维图像诊断. 物理学报, 2011, 60(10): 105205. doi: 10.7498/aps.60.105205
    [2] 但加坤, 任晓东, 黄显宾, 张思群, 周少彤, 段书超, 欧阳凯, 蔡红春, 卫兵, 计策, 何安, 夏明鹤, 丰树平, 王勐, 谢卫平. Z箍缩内爆产生的电磁脉冲辐射. 物理学报, 2013, 62(24): 245201. doi: 10.7498/aps.62.245201
    [3] 宁 成, 丁 宁, 刘 全, 杨震华. 双层钨丝阵的Z箍缩动力学过程研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3488-3493. doi: 10.7498/aps.55.3488
    [4] 夏广新, 章法强, 许泽平, 徐荣昆, 陈进川, 宁家敏. 单层丝阵负载Z箍缩内爆辐射特性研究. 物理学报, 2010, 59(1): 97-102. doi: 10.7498/aps.59.97
    [5] 叶繁, 薛飞彪, 褚衍运, 司粉妮, 胡青元, 宁家敏, 周林, 杨建伦, 徐荣昆, 李正宏, 许泽平. 双层丝阵Z箍缩电流分配实验研究. 物理学报, 2013, 62(17): 175203. doi: 10.7498/aps.62.175203
    [6] 黄显宾, 杨礼兵, 顾元朝, 邓建军, 周荣国, 邹 杰, 周少彤, 张思群, 陈光华, 畅里华, 李丰平, 欧阳凯, 李 军, 杨 亮, 王 雄, 张朝辉. 氩气Z箍缩内爆动力学过程实验研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1900-1906. doi: 10.7498/aps.55.1900
    [7] 肖德龙, 戴自换, 孙顺凯, 丁宁, 张扬, 邬吉明, 尹丽, 束小建. Z箍缩动态黑腔驱动靶丸内爆动力学. 物理学报, 2018, 67(2): 025203. doi: 10.7498/aps.67.20171640
    [8] 吕敏, 吴刚, 邱爱慈, 蒯斌, 王亮平, 丛培天, 邱孟通, 雷天时, 孙铁平, 郭宁, 韩娟娟, 张信军, 黄涛, 张国伟, 乔开来. “强光一号”Al丝阵Z箍缩产生K层辐射实验研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4779-4786. doi: 10.7498/aps.58.4779
    [9] 盛亮, 李阳, 袁媛, 彭博栋, 李沫, 张美, 赵吉祯, 魏福利, 王亮平, 黑东炜, 邱爱慈. 表面绝缘铝平面丝阵Z箍缩实验研究. 物理学报, 2014, 63(5): 055201. doi: 10.7498/aps.63.055201
    [10] 盛亮, 彭博栋, 袁媛, 张美, 李奎念, 张信军, 赵晨, 赵吉祯, 李沫, 王培伟, 李阳. 表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩激光阴影图像诊断. 物理学报, 2014, 63(23): 235205. doi: 10.7498/aps.63.235205
    [11] V. P. Smirnov, Yu. G. Kalinin, A. S. Kingsep, A. S. Chernenko, E. V. Grabovsky, 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. 铝-钨丝混编阵的Z-箍缩实验研究. 物理学报, 2004, 53(7): 2244-2249. doi: 10.7498/aps.53.2244
    [12] 薛创, 丁宁, 孙顺凯, 肖德龙, 张扬, 黄俊, 宁成, 束小建. 脉冲功率驱动器与Z箍缩负载耦合的全电路数值模拟. 物理学报, 2014, 63(12): 125207. doi: 10.7498/aps.63.125207
    [13] 王亮平, 韩娟娟, 吴坚, 郭宁, 吴刚, 李岩, 邱爱慈. 基于单丝行为的平面型丝阵Z箍缩模拟. 物理学报, 2010, 59(12): 8685-8691. doi: 10.7498/aps.59.8685
    [14] 蒙世坚, 李正宏, 秦义, 叶繁, 徐荣昆. X射线连续谱法诊断铝丝阵Z箍缩等离子体温度. 物理学报, 2011, 60(4): 045211. doi: 10.7498/aps.60.045211
    [15] 宁 成, 杨震华, 丁 宁. Z箍缩内爆过程中的能量转换机制研究. 物理学报, 2003, 52(2): 415-420. doi: 10.7498/aps.52.415
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    [17] 周少彤, 李军, 黄显宾, 蔡红春, 张思群, 李晶, 段书超, 周荣国. 阳加速器钛丝X箍缩光源辐射特性实验研究. 物理学报, 2012, 61(16): 165202. doi: 10.7498/aps.61.165202
    [18] 赵屾, 朱鑫磊, 石桓通, 邹晓兵, 王新新. 用X-pinch对双丝Z箍缩进行轴向X射线背光照相. 物理学报, 2015, 64(1): 015203. doi: 10.7498/aps.64.015203
    [19] 张扬, 孙顺凯, 丁宁, 李正宏, 束小建. 准球形电磁内爆动力学研究及能量定标关系浅析. 物理学报, 2017, 66(10): 105203. doi: 10.7498/aps.66.105203
    [20] 陈忠旺, 宁成. 基于MULTI2D-Z程序的Z箍缩动态黑腔形成过程模拟. 物理学报, 2017, 66(12): 125202. doi: 10.7498/aps.66.125202
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-07
  • 修回日期:  2010-07-29
  • 刊出日期:  2011-05-15

丝阵负载Z箍缩内爆动力学研究

  • 1. 西北核技术研究所,西安 710024

摘要: 丝阵负载内爆动力学行为基本可以分为以下四个过程:1)丝的烧蚀;2)壳层的形成;3)内爆;4)滞止.利用所研制的可见光分幅相机和X射线分幅相机在"强光一号"加速器上对多种型号的丝阵负载Z箍缩内爆动力学行为进行了实验研究,获得了从早期单丝烧蚀到等离子体柱崩毁全过程图像,并对实验结果进行了分析,主要研究成果如下:1)发现存在较长时间的丝烧蚀过程,且单丝烧蚀在轴向上并不均匀;实验得到的内爆轨迹与唯像模型计算结果较为一致.2)不论早期的可见光图像还是中后期的软X射线图像都存在明显的阴极发射,内爆后期在阴极附近存在明

English Abstract

参考文献 (14)

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