Electric Explosion of Thin Wires (a Paradigm Shift)

封面

如何引用文章

全文:

详细

Over the many decades of studying the electric explosion of thin wires (EEW), researchers havedeveloped and accepted certain notions about this process. Despite the lack of proof behind certain establishedassertions and, sometimes, their contradiction with the results of recent experiments, they are stillwidely used to describe and interpret new data. In the first place, this concerns the concept that the EEW isa fast evaporation of metal as a result of the dissipation of Joule energy inside it. Another fundamental notionthat is used during the analysis of the experimental results and in model calculations is the uniform distributionof matter along the cross section of the wire core during the explosion. To date, the nature and mechanismof the appearance of strata, i.e., the periodicity observed in many images of the EEW, remain unexplained.Using the traditional notions of the EEW, even in experiments conducted at a high level, does notallow one to correctly interpret the obtained results and, as a whole, does not facilitate the progress in understandingthe complicated physics of the process of wire explosion. Therefore, the traditional concepts of theEEW have long required a revision. This work summarizes the results of modern research in this area andconsiders its relation to the previous works. It also proposes new approaches to the studies of the EEWdynamics and to the understanding of the processes of energy transformation in matter during its rapid heatingby the electric current.

作者简介

V. Romanova

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: vmr@inbox.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

I. Tilikin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

A. Ter-Oganesyan

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

A. Mingaleev

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

T. Shelkovenko

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

S. Pikuz

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

参考

  1. Bennet F.D. High-Temperature Exploding Wires / In Progress in High Temperature Physics and Chemistry / Ed. by Carl A. Rouse. Pergamon Press, 1968. V. 2. P. 3.
  2. Müller W. / In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore. New York: Plenum Press, 1959. V. 1. P. 186.
  3. Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., Hoyt C.L., Douglass J.D., Tilikin I.N., Mingaleev A.R., Romanova V.M., and Hammer D.A. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2015. V. 43. N. 8. 2520. doi: 10.1109/TPS.2015.2440101.
  4. Chace W.G. and Levine M.A. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31. P. 1298.
  5. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский А.В. Электрический взрыв проводников и его использование в электрофизических установках. М.: Энергоатомиздат. 1990. 288 с.
  6. Oreshkin V.I. and Baksht R.B. Wire Explosion in Vacuum. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2020. Vol. 48. № 5. P. 2114.
  7. Лебедев С.В., Хайкин С.Э. // ЖЭТФ. 1954. Т. 26. В. 5. С. 629.
  8. Лебедев С.В. // ЖЭТФ. 1957. Т. 32. В. 2. С. 199.
  9. Лебедев С.В., Савватимский А.И. // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. В. 6. С. 1184.
  10. Лебедев С.В., Савватимский А.И. // Теплофизика высоких температур. 1970. Т. 8. В. 3. С. 524–531.
  11. Лебедев С.В., Савватимский А.И. // УФН. 1984. Т. 144. В. 2. С. 215–250.
  12. Wrana J. // Arch. Elektrotechn. 1939. B. 33. H. 10. S. 656.
  13. Bennett F.D., Kahl G.D., Wedemeyer E.H. // In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore, New York: Plenum Press, 1964. V. 3. P. 65.
  14. Bennett F.D., Kahl G.D. // In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore, New York: Plenum Press, 1968. V. 4. P. 1.
  15. Edelson H.D. and Korneff T. // In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore, N. Y.: Plenum Press, 1964. V. 3. P. 267.
  16. Kalantar D.H. and Hammer D.A. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. Nо. 23. P. 3806.
  17. Иваненков Г.В., Мингалеев А.Р., Пикуз С.А., Романова В.М., Степневски В., Хаммер Д., Шелковенко Т.А. // ЖЭТФ. 1998. Т. 114. В. 4(10). С. 1216.
  18. Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., Mingaleev A.R., Hammer D.A., Neves H.P. // Physics of Plasmas. 1999. V. 6. Nо. 11. P. 4272.
  19. Chace W.G. // Physics of Fluid. 1959. V. 2. N. 2. P. 230.
  20. Мартынюк М.М. Фазовый взрыв в метастабильной жидкости. // Физика горения и взрыва. 1977. Т. 13. В. 2. С. 213.
  21. Воробьев В.С., Малышенко С.П. // ЖЭТФ. 1997. Т. 111. В. 6. С. 2016.
  22. Воробьев В.С., Малышенко С.П., Ткаченко С.И., Фортов В.Е. // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75. В. 8. С. 445.
  23. Воробьев В.С., Малышенко С.П. // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. В. 6. С. 1005.
  24. Lebedev S.V., Beg F.N., Bland S.N., Chittenden J.P., Dangor A.E., Haines M.G., Zakaullah M., Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., Hammer D.A. // Rev. Sci. Instr. 2001. V. 72. N. 1. P. 671.
  25. Hammer D.A. and Sinars D.B. // Laser and Particle Beams. 2001. V. 19. P. 377.
  26. Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Порофеев Ю.И. // Физика плазмы. 2004. Т. 30. № 2. С. 139.
  27. Sinars D.B., Cuneo M.E., Yu E.P., Bliss D.E., Nash T.J., Porter J.L., Deeney C., Mazarakis M.G., Sarkisov G.S., and Wenger D.F. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. Nо. 14. P. 145002.
  28. Cuneo M.E., Waisman E.M., Lebedev S.V. et al. // Phys. Rev. E. 2005. V. 71. P. 046406.
  29. Sinars D.B., Cuneo M.E., Yu E.P., Lebedev S.V., Cochrane K.R., Jones B., MacFarlane J.J., Mehlhorn T.A., Porter J.L., and Wenger D.F. // Phys. of Plasmas. 2006. V. 13. P. 042704.
  30. Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Смирнов В.П. и др. // Физика плазмы. 2011. Т. 37. № 11. С. 1023.
  31. Wu J., Wang L.P., Han J.J., Li M., Sheng L., Li Y., Zhang M., Guo N., Lei T.S., Qiu A.C., and Lv M. // Phys. of Plasmas. 2012. V. 19. P. 022702. doi: 10.1063/1.3677777.
  32. Романова В.М., Иваненков Г.В., Мингалеев А.Р., Тер-Оганесьян А.Е., Шелковенко Т.А., Пикуз С.А. // Физика плазмы. 2015. В. 41. С. 671.
  33. Гуськов С.Ю., Иваненков Г.В., Пикуз С.А., Шелковенко Т.А. // Квантовая электроника. 2003. Т. 33. № 11. С. 958.
  34. Koлгатин С.Н., Лев M.Н., Перегуд Б.П., Степанов A.M., Федорова T.A., Фурман A.C., Хачатурьянц A.В. // ЖТФ. 1989.Т. 59. В. 9. С. 123.
  35. Romanova V.M., Ivanenkov G.V., Parkevich E.V., Tilikin I.N., Medvedev M.A., Shelkovenko T.A., Pikuz S.A., and Selyukov A.S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 175201. doi: 10.1088/1361-6463/abdce5.
  36. Романова В.М., Тиликин И.Н., Тер-Оганесьян А.Е., Мингалеев А.Р., Шелковенко Т.А., Хирьянова А.И., Пикуз С.А. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 2. С. 141. doi: 10.31857/S0367292122020135.
  37. Wu Jian, Li Xingwen, Lu Yihan, Lebedev S.V., Yang Zefeng, Jia Shenli, and Qiu Aici. // Physics of Plasmas 23, 112703 (2016).
  38. Sarkisov G.S., Hamilton A., and Sotnikov V. // Phys. Rev. A. 2019. V. 99. 012503.
  39. Sarkisov G.S., Sasorov P.V., Struve K.W., and McDaniel D.H. // Jour. Appl. Phys. 2004. V. 96. P. 1674.
  40. Romanova V.M., Mingaleev A.R., Ter-Oganesyan A.E., Shelkovenko T.A., Pikuz S.A. // ВАНТ. 2013. № 1(83). P. 284.
  41. Zhakhovsky V.V., Pikuz S.A., Tkachenko S.I., Sasorov P.V., Shelkovenko T.A., Knapp P.F., Saylor C.C., and Hammer D.A. // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1426. P. 1207.
  42. Lv F., Liu P., Qi H., Liu J. // Computational Materials Science. 2019. V. 162. P. 88. doi: 10.1016/j.commatsci.2019.02.026.
  43. Romanova V.M., Ivanenkov G.V., Mingaleev A.R., Ter-Oganesyan A.E., Tilikin I.N., Shelkovenko T.A., and Pikuz S.A. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 112704. doi: 10.1063/1.5052549.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».