Распределение плотности приповерхностного вещества на начальной стадии процесса плазмообразования при скиновом взрыве цилиндрических проводников

Abstract

Задачей данной работы являлось исследование динамики плазмы и ее плотности на поверхности металла при значениях магнитной индукции до 7∙106 Гс и скоростях ее нарастания (2–7)∙1013 Гс/с. Эксперименты проводились на сильноточном генераторе МИГ при амплитуде тока до 2.5 МА и времени его нарастания 100 нс. Образование плазмы на поверхности проводника регистрировалось по ее свечению в видимом диапазоне с помощью четырехкадровой оптической камеры со временем экспозиции каждого кадра 3 нс. Внутренняя структура поверхностной плазмы, оценка плотности вещества в ней и его радиального распределения исследовалась по рентгенограммам, полученным методом просвечивания рентгеновским излучением с һν≥ 0.8 кэВ и временем экспозиции 2–3 нс, которое формируется в «горячей точке» Х-пинча. По данным рентгенографических исследований электрического взрыва проводников восстанавливался профиль распределения вещества с помощью разработанного расчетного кода с использованием преобразования Абеля. Показано, что при росте тока на поверхности цилиндрического проводника загораются «пятна», являющиеся центрами плазмообразования [1, 2]. В дальнейшем в этой плазме развиваются токовые каналы, охватывающие всю поверхность проводника. Получены зависимости μ∙ρ от радиуса проводника в выбранном сечении рентгенограммы. Значение массового коэффициента поглощения излучения μ определялось из рентгенограмм пропускания ступенчатых фильтров, материал которых совпадал с материалом взрываемого проводника. Определены и построены зависимости плотности вещества нагрузки ρ от ее радиуса в различные моменты времени от начала тока.