Электромагнитное сжатие тонких металлических оболочек импульсами тока с наносекундным временем нарастания


к.ф.-м.н. С.А. Сорокин, Ю.А. Суковатицын, Е.Н. Волков

В экспериментах по электродинамическому сжатию тонких оболочек из алюминиевой фольги с начальными диаметрами 0,7–1,0 мм, выполненных на тераваттном импульсном генераторе МИГ (амплитуда тока 2 МА), за счет обострения фронта тока через оболочку до нескольких наносекунд достигнуто 20-кратное радиальное сжатие оболочки. Финальная температура пинча оценена в 175 эВ, концентрация ионов 3×1023 см-3, то есть в 5–6 раз выше твердотельной. На основании результатов экспериментов можно заключить, что при наносекундных временах нарастания тока можно ожидать термоядерного зажигания сжимаемой металлической оболочкой дейтерий-тритиевой смеси при токах порядка 10 МА, которые достижимы на уже существующих сильноточных генераторах.


Рис. 1. Ток и сигнал фотоэмиссионного датчика МРИ (за фильтром из полипропилена толщиной 10 мкм). Лайнер диаметром 1 мм из двух слоев алюминиевой фольги толщиной 1,8 мкм


Рис. 2. Изображение лайнера в собственном рентгеновском излучении

Публикации

  1. S.A. Sorokin. Magnetic implosion of thin aluminum foil liners // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2022. V. 64. P. 065005 (7 pages). https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac688f

Результат получен в рамках государственного задания, тема НИР: «Электрофизика импульсных высокоэнергетических воздействий, научно-технические основы создания элементной базы мощных импульсных источников электрической энергии» № 0291-2021-0001 (FWRM-2021-0001).

Приоритетное направление ПФНИ

1.3.4.1. Физика высокотемпературной плазмы и управляемый ядерный синтез

Результат получен сотрудниками ОВПЭ