ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ ПЛОСКИХ МЕДНЫХ ПРОВОДНИКОВ В РЕЖИМЕ СКИНИРОВАНИЯ ТОКА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты экспериментов и радиационных магнитогидродинамических расчетов электрического взрыва плоских медных проводников в мегагауссных магнитных полях. Эксперименты проводились на установке тераваттного диапазона МИГ при уровне тока до 2.5 МА и фронте его нарастания 100 нс. Использовались проводники, ширина которых (по осиx) много больше их толщины (по оси y), а ток протекает в направлении оси z. Экспериментально показано, а РМГД-расчетами подтверждено, что проводник расширяется по толщине вдоль оси y, а вдоль оси x по ширине разлет плазмы подавлен. Это связано с усилением магнитного поля на краях проводника, что обуславливает и более ранний взрыв торцевых граней. Вещество с торцевых граней в виде малоплотной плазмы слетается к центру симметрии широких граней пластинки. В результате на широкой грани проводника (плоскость xz) вдоль ее продольной оси z, примерно к 75 нс от начала протекания тока формируется плазменный канал. Получены рентгенограммы просвечивания проводников рентгеновским излучением из “горячей точки” Х -пинча. Зарегистрированное расширение проводника по координате y хорошо согласуется с расчетными данными.

Об авторах

И. М Дацко

Институт сильноточной электроники СО РАН

Email: datsko@ovpe.hcei.tsc.ru
Томск, Россия

Н. А Лабецкая

Институт сильноточной электроники СО РАН

Email: natalia@ovpe2.hcei.tsc.ru
Томск, Россия

В. А Ванькевич

Институт сильноточной электроники СО РАН

Томск, Россия

С. А Чайковский

Институт электрофизики УрО РАН

Екатеринбург, Россия

В. И Орешкин

Институт сильноточной электроники СО РАН

Томск, Россия

Е. В Орешкин

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Mesyats G.A. // Phys. Uspekhi. 1995. V. 38. P. 567. https://doi.org/10.1070/PU1995v038n06ABEH000089
  2. Burtsev V., Kalinin N., and Luchinsky A. Electrical explosion of conductors and its application in electrophysical installations. M.: Energoatomizdat, 1990.
  3. Sakharov A.D. // Phys. Uspekhi. 1966. V. 9. P. 294. https://doi.org/10.1070/PU1966v009n02ABEH002876
  4. Knoepfel H. Pulsed high magnetic fields: physical effects and generation methods concerning pulsed fields up to the megaersted level. Amsterdam: North Holland Publishing Company, 1970.
  5. Krivosheev S.I., Titkov V.V., and Shneerson G.A. // Technical Physics. 1997. V. 42. P.352. https://doi.org/10.1134/1.1258833
  6. Oreshkin V.I., Chaikovskii S.A., Labetskaya N.A., Ivanova Y.F., Khishchenko K.V., Levashov P.R., Kuskova N.I., and Rud A.D. // Technical Phys. 2012. V. 57. P. 198. https://doi.org/10.1134/S106378421202017X
  7. Stygar W.A., Cuneo M.E., Headley D.I., Ives H.C., Leeper R.J., Mazarakis M.G., Olson C.L., Porter J.L., Wagone T.C., and Woodworth J.R. // Phys. Rev. Special Topics-Accelerators and Beams. 2007. V. 10. P. 030401. https://doi.org/10.1103/PhysRevSTAB.10.030401
  8. Grabovski E.V., Aleksandrov V.V., Gritsuk A.N., Mitrofanov K.N., Oleinik G.M., Zaitsev V.I., Volkov G.S., Lototsky A.P., Gribov A.N., Gasilov V.A., Olkhovskay O.G., Sasorov P.V., Engelko V.I., and Shevelko A.P. // IEEE Pulsed Power and Plasma Science Confer., San Francisco, CA USA, 2013 (unpublished).
  9. Gomez M.R., Slutz S.A., Sefkow A.B., Hahn K.D., Hansen S.B., Knapp P.F., Schmit P.F., Ruiz C.L., Sinars D.B., Harding E.C., Jennings C.A., Awe T.J., Geissel M., Rovang D.C., Smith I.C., Chandler G.A., Cooper G.W., Cuneo M.E., Harvey-Thompson A.J., Herrmann M.C., Hess M.H., Lamppa D.C., Martin M.R., McBride R.D., Peterson K.J., Porter J.L., Rochau G.A., M.E. Savage, Schroen D.G., Stygar W.A., and Vesey R.A. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 056306. https://doi.org/10.1063/1.4919394
  10. Grabovskii E.V., Levashov P.R., Oleinik G.M., Olson C.L., Sasorov P.V., Smirnov V.P., Tkachenko S.I., and Khishchenko K.V. // Plasma Phys. Reps. 2006. V. 32. P. 718. https://doi.org/10.1134/S1063780X06090029
  11. Awe T.J., Peterson K.J., Yu E.P., McBride R.D., Sinars D.B., Gomez M.R., Jennings C.A., Martin M.R., Rosenthal S.E., Schroen D.G., Sefkow A.B., Slutz S.A., Tomlinson K., and Vesey R.A. // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 116. P. 065001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.065001
  12. Baksht R.B., Rousskikh A.G., Zhigalin A.S., Oreshkin V.I., and Artyomov A.P. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 103521. https://doi.org/10.1063/1.4934925
  13. Steiner A.M. The electrothermal instability on pulsed power ablations of thin foils. Dissertation. Nuclear Engineering and Radiological Sciences in the University of Michigan. 2016. https://deepblue.lib.umich.edu/handle/2027.42/135827
  14. Steiner A.M., Campbell P.C., Yager-Elorriaga D.A., Cochrane K.R., Mattsson T.R., Jordan N.M., McBride R.D., Lau Y.Y., and Gilgenbach R.M. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 032701. https://doi.org/10.1063/1.5012891
  15. Shelkovenko T.A., Pikuz S.A., Tilikin I.N., Mingaleev A.R., Atoyan L., and Hammer D.A. // Plasma Phys. Reps. 2018. V. 44. P. 236. https://doi.org/10.1134/S1063780X18020113
  16. Wang G., Xiao D., Dan J., Zhang Ya., Ding N., Huang X., Wang X., Sun S., Xue Ch., and Shu X. // Chinese Physics B. 2019. V. 28. P. 025203. https://doi.org/10.1088/1674-1056/28/2/025203
  17. Shelkovenko T.A., Tilikin I.N., Pikuz S.A., Mingaleev A.R., Romanova V.M., and Hammer D.A. // J. Applied Phys. 2020. V. 128. P. 205902 https://doi.org/10.1063/5.0019330
  18. Baksht R.B., Zhigalin A.S., Rousskikh A.G., and Oreshkin V.I. // Physics of Plasmas. 2020. V. 27. P. 043510. https://doi.org/10.1063/1.5139083
  19. Shelkovenko T.A., Tilikin I.N., Pikuz S.A., Mingaleev A.R., Romanova V.M., Atoyan L., and Hammer D.A. // Matter Radiation Extremes. 2022. V. 7. P. 055901. https://doi.org/10.1063/5.0098333
  20. Tilikin I.N., Shelkovenko T.A., Pikuz S.A., Oginov A.V., Mingaleev A.R., Romanova V.M., and Ter-Oganesyan A.E. // J. Applied Phys. 2023. V. 134. P. 033302. https://doi.org/10.1063/5.0153853
  21. Luchinsky A.V., Ratakhin N.A., Feduschak V.F., and Shepelev A.N. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Fiz. 1997. V. 40. P. 67.
  22. Petin V.K., Shljakhtun S.V., Oreshkin V.I., and Ratakhin N.A. // Technical Phys. 2008. V. 53. P. 776. https://doi.org/10.1134/S1063784208060170
  23. Artyomov A.P., Zhigalin A.S., Lavrinovich I.V., Oreshkin V.I., Ratakhin N.A., Rousskikh A.G., Fedyunin A.V., Chaikovsky S.A., Erfort A.A., Mitrofanov K.N., Grabovski E.V., Alexandrov V.V., and Smirnov V.P. // Instruments and Experimental Techniques. 2014. V. 57. P. 461. https://doi.org/10.1134/S0020441214040010
  24. Artyomov A.P., Labetskaya N.A., Fedunin A.V., and Chaikovskii S.A. // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2010. V. 37 (6). P. 31. https://doi.org/10.3103/S1068335610060084
  25. Datsko I.M., Labetskaya N.A., and Van’kevich V.A. // 7th Internat. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE), Tomsk, Russia. IEEE Publishing. 2020. P. 209. https://doi.org/10.1109/EFRE47760.2020.9242129
  26. Дацко И.М., Лабецкая Н.А., Чайковский С.А., Ванькевич В.А., Орешкин В.И. // Proceed. 8th Internat. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects / Eds. Sorokin D., Grishkov A. Tomsk: TPU Publishing House, 2022. P. 199. https://doi.org/10.56761/EFRE2022.S2-P-024801
  27. Chaikovsky S.A., Datsko I.M., Labetskaya N.A., Oreshkin E.V., Oreshkin V.I., Ratakhin N.A., Rousskikh A.G., Vankevich V.A., Zhigalin A.S., and Baksht R.B. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 103501. https://doi.org/10.1063/5.0098206
  28. Datsko I.M., Labetskaya N.A., Chaikovsky S.A., and Van’kevich V.A. // 7th Internat. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE), Tomsk, Russia. IEEE Publishing. 2020. P. 73. https://doi.org/10.1109/EFRE47760.2020.9242184
  29. Labetskaya N.A., Datsko I.M., Chaikovsky S.A., Vankevich V.A., Oreshkin E.V., and Oreshkin V.I. // J. Phys: Confer. Ser. 2021. V. 2064 P. 012028. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2064/1/012028
  30. Oreshkin V.I., Chaikovsky S.A., Datsko I.M., Labetskaya N.A., Mesyats G.A., Oreshkin E.V., Ratakhin N.A., and Rybka D.V. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. P. 122107. https://doi.org/10.1063/1.4971443
  31. Barengolts S.A., Uimanov I.V., Oreshkin V.I., Khishchenko K.V., and Oreshkin E.V. // J. Applied Phys. 2021. V. 129. P. 133301. https://doi.org/10.1063/5.0044303
  32. Chaikovskii S.A., Oreshkin V.I., Labetskaya N.A., Datsko I.M., Rybka D.V., Vankevich V.A., and Ratakhin N.A. // Russian Phys. J. 2019. V. 62. P. 1235. https://doi.org/10.1007/s11182-019-01840-7
  33. Oreshkin V.I., and Chaikovsky S.A. // Phys. Plasmas. 2012. V. 19. P. 022706. https://doi.org/10.1063/1.3683557

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).