Effect of Dimensional Changes on Plasma Characteristics in Electrothermal Capillary Discharges for Optimized Performance in Fusion Pellet Injection


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Geometrical changes in capillary discharges influence the plasma properties and can control exit parameters to certain desired values. For a fixed capillary radius of 2 mm and a 72-μs 43.9-kA peak discharge current, the plasma temperature is about 2.7 eV for different capillary lengths due to the constant input energy, while the number densities tend to saturate for capillary lengths greater than 12 cm. The electrical conductivity reaches 4.02 × 104 Ω−1 m−1 and then tends to saturate for 9-cm capillary length. The maximum bulk velocity at the capillary exit slightly increases with the increase in the capillary length from 6.15 to 6.26 km/s for lengths below 18 cm and decreases to 5.88 km/s for longer capillaries due to the higher amount of ablated mass and increased drag forces. For a 9-cm length with the same 72-μs 43.9-kA peak discharge current, the increase in the capillary radius reduces the energy density, which in turn reduces the total ablate mass, plasma density, electrical conductivity, and exit pressure. It is shown that the plasma temperature decreases from 4.6 to 2.1 eV by increasing the capillary radius and radiant heat flux also drops from 463 to 18.1 GW/m2. The exit bulk velocity drops from 8.7 to 5.3 km/s as the radius increases from 0.5 to 3.6 mm, respectively. The design features of a capillary discharge can be adjusted for the radius and length, to produce specific plasma parameters for desired applications. Scaling laws relating exit peak plasma parameters to radius and length are obtained to facilitate quick estimate of plasma parameters. The validation of this model has been confirmed by confronting with experimental measurements.

Об авторах

M. Abd Al-Halim

Physics Department

Автор, ответственный за переписку.
Email: mohamed.abdalhalim@fsc.bu.edu.eg
Египет, Benha, 13518

M. Bourham

Department of Nuclear Engineering

Email: mohamed.abdalhalim@fsc.bu.edu.eg
США, Raleigh, NC, 27695-7909

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2018

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».