М. С. АВЕРИН, О. А. БАШУТИН, Е. Д. ВОВЧЕНКО, ЛИ САНЬВЭЙ, А. С. САВЕЛОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ МИКРОПИНЧЕВОГО РАЗРЯДА

НА УСТАНОВКЕ “ЗОНА-2”

В работе представлены результаты экспериментов по визуализации микро­пинчевого разряда на установке “Зона-2”. Эксперименты проводились в рамках комплексной диагностики импульсной плотной плазмы разряда. Визуализация осуществлялась теневым методом с применением TEA N2–лазера в качестве осветителя.

При исследовании импульсных плазменных процессов малой длитель­ности, таких, как микропинчевые разряды, важно иметь представление о динамике происходящих процессов. Одним из наиболее простых, но, несмотря на это, достаточно информативных методов получения экспериментальных данных о плазме в межэлектродном промежутке на различных стадиях развития разряда является теневое фотографирование.

Эксперименты по визуализации микропинчевого разряда проводились на установке “Зона-2” при значении приложенного к разрядному промежутку (d = 4¸5 мм) напряжения U = 10 кВ и давлении в вакуумной камере p ~ 10-4 торр. Ток разряда при этом составлял I = 110 кА.

В качестве источника зондирующего излучения использовался диагно­стический TEA N2–лазер, разработанный в научной группе [1, 2]. Визуализация являлась составной частью комплексной диагностики разряда и проводилась одновременно с исследованием рентгеновского излучения микропинча.

Особенностью установки «Зона-2» является использование вакуумной камеры малых размеров (13х13х13 см3), в которой расположены электроды. Ограничение на размеры связано с планируемым применением для диагностики плазмы рентгеновского спектрографа высокого разрешения. На стадии предварительных экспериментов по получению теневых изображений была выявлена проблема, связанная с запылением смотровых окон разрядной камеры установки продуктами эрозии электродов, что существенно затрудняло визуализацию и влияло на качество теневых фотографий. Поэтому, для снижения уровня загрязнения, смотровые окна камеры были отнесены на расстояние 15 см от электродной системы с помощью специальных патрубков, пристыкованных к фланцам вакуумной камеры. Это позволило увеличить ресурс безостановочной работы оптической схемы (количество фотографий между чисткой смотровых окошек от напыления) с 4¸5 до ~ 102 “выстрелов”.

Анализ полученных в результате экспериментов теневых изображений позволил получить информацию о характере плазменных процессов, протекающих в межэлектродном промежутке. В частности, выявлена зависимость динамики развития разряда на начальной стадии от конфигурации триггерной системы поджига, что согласуется с результатами проводившихся одновременно исследований рентгенов­ского излучения плазмы микропинча. На рис. 1 приведены фотографии, соответствующие начальной стадии разряда при различном расположении триггерной системы.

а

б

в

Рис. 1. Тенеграммы разряда на начальной стадии его развития при расположении триггеров: а – сверху и снизу; б – снизу; в – сверху

Список литературы

1. , , ТЕА азотный лазер для исследования короткоживущей плотной плазмы // Тезисы докладов Всесоюзного семинара “Физика быстропротекающих плазменных процессов». Гродно, 1986. С.53-54.

2. , , Ли Сань Вэй, , Савелов А. С., Савелов ТЕА N2-лазер для визуализации импульсной плазмы в наносекундном диапазоне // ПТЭ. №2. 2004. С.42-46.