Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hình thành và lan truyền dòng siêu âm trong x-pinches
Tóm tắt
Bài báo này trình bày các quan sát về sự lan truyền của dòng jet siêu âm trong các x-pinches dòng điện thấp. Các x-pinches bao gồm bốn dây tungsten có đường kính 7,5 μm đã được kích hoạt bởi một xung dòng điện 80 kA, kéo dài 50 ns từ một thiết bị tạo xung nhỏ gọn. Plasmas quang phổ bao quanh lõi dây đã được tăng tốc vuông góc với bề mặt của chúng do lực J×B toàn cục, và di chuyển về phía trục của x-pinch để tạo thành một dòng jet lan truyền theo chiều dọc. Những dòng jet này di chuyển về phía các điện cực và, trong giai đoạn muộn (khoảng 150 ns), đã được quan sát lan truyền cao hơn so với anot với vận tốc 3,3±0,6×10^4 m/s. Dòng jet tungsten duy trì hình dạng chặt chẽ ở khoảng cách lên tới 16 mm từ điểm giao nhau, và một ước lượng về tốc độ âm địa phương cho thấy số Mach khoảng 6. Đây là lần đầu tiên chứng minh rằng các dòng jet plasma siêu âm có thể được tạo ra bằng cách sử dụng x-pinches với một thiết bị tạo xung dòng điện nhỏ và thấp như vậy. Dữ liệu thực nghiệm so sánh tốt với các mô phỏng ba chiều sử dụng mã MHD điện trở GORGON, và có khả năng mở rộng cho các dòng jet thiên văn được thảo luận.
Từ khóa
#dòng jet siêu âm #x-pinches #plasma #mô phỏng MHD #vận tốc dòng jetTài liệu tham khảo
Ampleford, D.J., Lebedev, S.V., Bland, S.N., Bott, S.C., Chittenden, J.P., Jennings, C.A., et al.: Phys. Plasmas 14, 102704 (2007)
Ampleford, D.J., Lebedev, S.V., Ciardi, A., et al.: Phys. Rev. Lett. 100, 035001 (2008)
Ampleford, D.J., Lebedev, S.V., Ciardi, A., Bland, S.N., Hall, G.N., Bott, S.C., Suzuki-Vidal, F., Palmer, J.B.A., Jennings, C.A., Chittenden, J.P.: AIP Conf. Proc. 1088, 83 (2009)
Beg, F.N., Ciardi, A., Ross, I., Zhu, Y., Dangor, A.E., Krushelnick, K.: IEEE Trans. Plasma Sci. 34, 2325 (2006)
Beg, F.N., Zhang, T., Fedin, D., Beagen, B., Chua, E., Lee, J.Y., Rawat, R.S., Lee, P.: Phys. Scr. 76, 134 (2007)
Benattar, R., Popovics, C., Sigel, R.: Rev. Sci. Instrum. 50, 1583 (1979)
Chittenden, J.P., Jennings, C.A.: Phys. Rev. Lett. 101, 055005 (2008)
Chittenden, J.P., Lebedev, S.V., Jennings, C.A., Bland, S.N., Ciardi, A.: Plasma Phys. Control. Fusion 46, B457 (2004)
Haas, D., Bott, S.C., Vikhrev, V., Eshaq, Y., Ueda, U., Zhang, T., Baranova, E., Krasheninnikov, S.I., Beg, F.N.: Plasma Phys. Control. Fusion 49, 1151 (2007)
Hipp, M., Woisetschleager, J., Reiterer, P., Neger, T.: Measurement 36, 53 (2004)
Lebedev, S.V., Chittenden, J.P., Beg, F.N., Bland, S.N., Ciardi, A., Ampleford, D., Hughes, S., Haines, M.G., Frank, A., Blackman, E.G., Gardiner, T.: Astrophys. J. 564, 113 (2002)
Lebedev, S.V., Ampleford, D., Ciardi, A., Bland, S.N., Chittenden, J.P., Haines, M.G., Frank, A., Blackman, E.G., Cunningham, A.: Astrophys. J. 616, 988 (2004)
Lebedev, S.V., Ciardi, A., Ampleford, D.J., Bland, S.N., Bott, S.C., Chittenden, J.P., Hall, G.N., Rapley, J., Jennings, C.A., et al.: Mon. Not. R. Astron. Soc. 361, 97 (2005)
Mitchell, I.H., Aliaga-Rossel, R., Savedra, R., Chuaqui, H., Favre, M., Wyndham, E.S.: Phys. Plasmas 7, 5140 (2000)
Pikuz, S.A., Shelkovenko, T.A., Romanova, V.M., Hammer, D.A., Faenov, A.Ya., Dyakin, V.A., Pikuz, T.A.: Rev. Sci. Instrum. 68, 740 (1997)
Pikuz, S.A., Sinars, D.B., Shelkovenko, T.A., Chandler, K.M., Hammer, D.A., Ivanenkov, G.V., Stepniewski, W., Skobelev, I.Yu.: Phys. Rev. Lett. 89, 035003 (2002)
Ryutov, D.D., Drake, R.P., Kane, J., Liang, E., Remington, B.A., Wood-Vasey, W.M.: Astrophys. J. 518, 821 (1999)
Ryutov, D.D., Drake, R.P., Remington, B.A.: Astrophys. J. Suppl. Ser. 127, 465 (2000)
Salzmann, D.: Atomic Physics in Hot Plasmas, p. 140. Oxford University Press, New York (1998)
Shelkovenko, T.A., Sinars, D.B., Pikuz, S.A., Hammer, D.A.: Phys. Plasmas 8, 1305 (2001a)
Shelkovenko, T.A., Sinars, D.B., Pikuz, S.A., Chandler, K.M., Hammer, D.A.: Rev. Sci. Instrum. 72, 667 (2001b)
Shelkovenko, T.A., Pikuz, S.A., Sinars, D.B., Chandler, K.M., Hammer, D.A.: Phys. Plasmas 9, 2165 (2002)
Suzuki-Vidal, F., Lebedev, S.V., Ciardi, A., Bland, S.N., Chittenden, J.P., et al.: Astrophys. Space Sci. 322, 19 (2009)
Zakharov, S.M., Ivanenkov, G.V., Kolomenskii, A.A., Pikuz, S.A., Samokhin, A.I., Ulshmid, I.: Sov. Tech. Phys. Lett. 8, 456 (1982)