Подавление Рэлей-Тейлоровских неустойчивостей в металло-плазменных лайнерах


к.ф.-м.н. А.Г. Русских1, А.С. Жигалин1, д.ф.-м.н. В.И. Орешкин1, к.ф.-м.н. А.В. Шишлов1, Р.К. Чердизов1, к.ф.-м.н. В.А. Кокшенев1, акад. РАН Н.А. Ратахин1, к.ф.-м.н. Д.Л. Шмелев2, к.ф.-м.н. Е.В. Орешкин3

1Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск
2Институт электрофизики УрО РАН, г. Екатеринбург
3Физический институт имени П.А. Лебедева РАН, г. Москва

На установке ГИТ-12, при амплитуде тока до 3.5 МА и времени его нарастания около 1 мкс, проведены эксперименты с металло-плазменными лайнерами, целью которых являлись исследования стабилизации процесса сжатия по отношению к Рэлей-Тейлоровским неустойчивостям. Эксперименты показали, что, изменяя начальный профиль плотности вещества, можно эффективно управлять устойчивостью сжатия Z-пинчей. Стабильными, по отношению к Рэлей-Тейлоровским неустойчивостям, являются пинчи, в которых плотность вещества возрастает при приближении к оси быстрее, чем ~ R-2, где R – радиус пинча.


Рис. 1. Последовательные синхронизированные изображения сжатия однородного Z-пинча: Shot 2776 (a), Shot 2778 (b) и Shot 2779 (c, d), и Z-пинча с выемкой в распределении: Shot 2781 (e, f) и Shot 2782 (g, h) на финальной стадии имплозии. Время визуализации (t = 0 соответствует времени имплозии) указано в верхнем правом углу каждого изображения.

Публикации

  1. V.I. Oreshkin, R.B. Baksht, R.K. Cherdizov, E.V. Oreshkin, N.A. Ratakhin, A.G. Rousskikh, A.V. Shishlov, V.A. Vankevich, A.S. Zhigalin, Studies on the implosion of pinches with tailored density profiles // Plasma Physics and Controlled Fusio. – 2021. – V. 63. – P. 045022, https://doi.org/10.1088/1361-6587/abe959
  2. R.K. Cherdizov, R.В. Baksht, V.A. Kokshenev, V.I. Oreshkin, A.G. Rousskikh, A V Shishlov, D.L. Shmelev, A.S.Zhigalin, Effect of tailored density profiles on the stability of imploding z-pinches at microsecond rise time megaampere currents // Plasma Physics and Controlled Fusion – 2021. – V. 64. – P. 015011, https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac35a5

Результат получен в рамках Гранта РНФ №19-19-00127 «Исследование крупномасштабных неустойчивостей токонесущей плазмы».

Приоритетное направление

1.3.4.1. Физика высокотемпературной плазмы и управляемый ядерный синтез.

Результат получен сотрудниками ОВПЭ и ОИТ совместно с Институтом электрофизики УрО РАН (г. Екатеринбург) и Физическим институтом имени П.А. Лебедева РАН (г. Москва) в 2021 г.