Features of Dynamics and Instability of Plasma Jets Expanding into an External Magnetic Field in Laboratory Experiments with Compact Coaxial Plasma Generators on a Large-Scale “Krot” Stand

S. V. Korobkov; Коробков С. В.; A. S. Nikolenko; Николенко А. С.; M. E. Gushchin; Гущин М. Е.; A. V. Strikovsky; Стриковский А. В.; I. Yu. Zudin; Зудин И. Ю.; N. A. Aidakina; Айдакина Н. А.; I. F. Shaikhislamov; Шайхисламов И. Ф.; M. S. Rumenskikh; Руменских М. С.; R. S. Zemskov; Земсков Р. С.; M. V. Starodubtsev; Стародубцев М. В.

doi:10.31857/S0004629923010036

Особенности динамики и неустойчивости плазменных струй, расширяющихся во внешнее магнитное поле, в лабораторных экспериментах с компактными коаксиальными генераторами плазмы на крупномасштабном стенде “Крот”

Авторы: Коробков С.В.¹, Николенко А.С.¹, Гущин М.Е.¹, Стриковский А.В.¹, Зудин И.Ю.¹, Айдакина Н.А.¹, Шайхисламов И.Ф.², Руменских М.С.², Земсков Р.С.¹, Стародубцев М.В.¹
Учреждения:
1. Институт прикладной физики РАН
2. Институт лазерной физики СО РАН
Выпуск: Том 100, № 1 (2023)
Страницы: 107-118
Раздел: СТАТЬИ
URL: https://journals.rcsi.science/0004-6299/article/view/139059
DOI: https://doi.org/10.31857/S0004629923010036
EDN: https://elibrary.ru/NPODLB
ID: 139059

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Методами скоростной фотосъемки с использованием ICCD камер исследуются структурные неустойчивости, развивающиеся при импульсной инжекции струй плотной плазмы в вакуум при наличии внешнего квазиоднородного магнитного поля. Эксперименты проводятся в камере стенда “Крот”, обладающей в своем классе установок рекордными размерами (диаметр – 3 м, длина рабочей секции – 10 м), и позволяющей исследовать различными диагностическими методами динамику плазмы на масштабах более 1 м как вдоль магнитного поля, так и в поперечном к магнитному полю направлении. При инжекции вдоль магнитного поля наблюдаются поперечная коллимация потока ионизированного вещества и развитие желобковой неустойчивости границы плазмы, которая, на поздних стадиях расширения, приводит к уходу плазмы из области инжекции в форме нескольких струйных выбросов поперек поля. При поперечной инжекции наблюдается формирование коллимированного потока – “плазменного листа”, в котором, по мере движения плазмы поперек поля, развиваются неоднородные структуры в направлении инжекции.

Ключевые слова

лабораторное моделирование, лабораторная астрофизика, магнитная гидродинамика, джет, желобковая неустойчивость

Список литературы

K. Burdonov, R. Bonito, T. Giannini, et al., Astron. and Astrophys. 648, A81 (2021).
K. Burdonov, W. Yao, A. Sladkov, et al., Astron. and Astrophys. 657, A112 (2022).
А. А. Соловьев, К. Ф. Бурдонов, А. В. Котов и др., Известия ВУЗов. Радиофизика 63, 973 (2020).
H. C. Spruit, T. Foglizzo and R. Stehle, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 288, 333 (1997).
S. Matt, R. Winglee and K. H. Böhm, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 345, 660 (2003).
B. Albertazzi, A. Ciardi, M. Nakatsutsumi, et al., Science 346, 325 (2014).
D. P. Higginson, G. Revet, B. Khiar, et al., High Energy Density Physics 23, 48 (2017)
D. D. Ryutov, Phys. of Plasmas 25, 100501 (2018)
Ю. П. Захаров, А. М. Оришич, А. Г. Пономаренко и др., Физика плазмы 12 (10), 1170, (1986).
Ю. П. Захаров, В. М. Антонов, Э. Л. Бояринцев и др., Физика плазмы 32 (3), 207 (2006).
Y. P. Zakharov, IEEE Transactions on Plasma Science 31, 1243, (2003).
J. Bonde, S. Vincena, W. Gekelman, Phys. of Plasmas 25, 042110 (2018).
M. VanZeeland, W. Gekelman, Phys. of Plasmas 11, 320 (2004).
A. Fazzini, W. Yao, K. Burdonov, et al., Astron. Astrophys. 665, A87 (2022)
B. A. Remington, R. P. Drake, D. D. Ryutov, Rev. Mod. Phys. 78, 755 (2006)
В. С. Бескин, В. И. Крауз, С. А. Ламзин, УФН 10, (2022, принята в печать).
P. M. Bellan, X. Zhai, K. B. Chai, B. N. Ha, J. Plasma Phys. 81, 495810502 (2015).
T. C. Underwood, K. T. Loebner, V. A. Miller, et al., Sci. Rep. 9, 1 (2019).
Y. P. Zakharov, A. G. Ponomarenko, V. A. Terekhin, et al. Quantum Electron. 49, 181 (2019)
Y. P. Zakharov, V. P. Neznamov, V. A. Terekhin, et al., J. Phys.: Conference Series 2067, 012021 (2020)
J. Marshall, Phys. of Fluids 3, 134 (1960).
H. W. Friedman, R. M. Patrick, Phys. of Fluids 14, 1889 (1971).
Б. Г. Гаврилов, С. А. Кожухов, Д. Б. Собянин, ЖТФ 64, 6 (1994).
С. В. Коробков, М. Е. Гущин, В. И Гундорин и др., Письма в ЖТФ 45, 45 (2019).
Н. А. Айдакина, А. Г. Галка, В. И. Гундорин и др., Геомагнетизм и аэрономия 58, 331 (2018).
Y. Zhang, D. M. Fisher, M. Gilmore, et al., Phys. Plasmas 25, 055709 (2018)
М. Е. Гущин, С. В. Коробков, В. А. Терехин и др., Письма в ЖЭТФ 108, 416 (2018).
B. Khiar, G. Revet, A. Ciardi, et al., Phys. Rev. Lett. 20, 205001 (2019).
P. J. Armitage, M. Livio, J. E. Pringle, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 324, 3, 705 (2001).
P. J. Armitage, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 274, 1242 (1995).
P. J. Armitage, Astrophys. Lett. 833, L15 (2016).
C. Argiroffi, J. J. Drake, R. Bonito, et al., Astron. and Astrophys. 607, A14 (2017).
D. Ryutov, B. Remington, H. Robey, et al., Phys. of Plasmas 8, 1804 (2001).
D. Ryutov, R. P. Drake, J. Kane, et al., Astrophys. J. 518, 821 (1999).
И. М. Подгорный, Р. З. Сагдеев, УФН 98, 409 (1969).
В. Б. Баранов, Космические исследования 2, 109 (1969).
K. Schindler, Rev. Geophys. 7, 51 (1969).
S. Orlando, F. Reale, G. Peres, et al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 415, 3380 (2011).
M.M. Romanova, G. V. Ustyugova, A. V. Koldoba, et al., Astrophys. J. 578, 420 (2002).
T. Giannini, S. Antoniucci, D. Lorenzetti, et al., Astrophys. J. 839, 112 (2017).
P. Hartigan, A. Frank, P. Varniere, et al., Astrophys. J. 661, 910 (2007).
T. P. Ray, T. W. B. Muxlow, D. J. Axon, et al., Nature 385, 415 (1997).
J. A. Morse, P. Hartigan, G. Cecil, et al., Astrophys. J. 399, 231 (1992).