搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双绞铝丝纳秒电爆炸实验研究

盛亮 李阳 吴坚 袁媛 赵吉祯 张美 彭博栋 黑东炜

引用本文:
Citation:

双绞铝丝纳秒电爆炸实验研究

盛亮, 李阳, 吴坚, 袁媛, 赵吉祯, 张美, 彭博栋, 黑东炜

Nanosecond electrical explosion of twisted aluminum wires

Sheng Liang, Li Yang, Wu Jian, Yuan Yuan, Zhao Ji-Zhen, Zhang Mei, Peng Bo-Dong, Hei Dong-Wei
PDF
导出引用
  • 在快前沿放电装置(约2 kA,12 ns)上对四种绞合波长(λt=0.37,0.5,0.75,1.0 mm)的双绞铝丝开展了纳秒电爆炸实验研究. 实验结果表明,特定绞合波长会对能量沉积、膨胀过程、光辐射产生显著影响,当绞合波长为0.5 mm时,能量沉积为原子化焓的3.2倍,而其他三种绞合波长能量沉积变化不大,约为原子化焓的1.8倍;绞合波长为0.5 mm 时膨胀速度达3.8× 103 m/s,光辐射相对强度也最高,在膨胀过程中较好地保持了初始结构,在t=246 ns时,形成了密度约为1019 cm-3,直径约为1.6 mm的中性原子柱,并且在表面形成了波长约为0.5 mm,幅值约为0.3 mm的周期性结构.
    The experiments on nanosecond electrical explosion of twisted aluminum wires with different wavelengths (λt=0.37, 0.5, 0.75, 1.0 mm) are carried out. The experimental results indicate that a specific wavelength can strongly affect the energy deposition, expansion velocity, and radiation intensity. The energy deposition is about 3.3 times the atomic enthalpy of aluminum when the twisted wavelength is 0.5 mm. While for the other three twisted wavelengths, the energy depositions are all about 1.8 times the atomic enthalpy. The expansion velocity is about 3.8×103 m·s-1 for the wavelength 0.5 mm, and the optical radiation intensity is also strongest for this wavelength. The initial twisted structure is strongly imprinted in the freely expanding aluminum column after the electrical explosion. In the experiments for the wavelength 0.5 mm, a neural particle column with a diameter of 1.6 mm is formed and its density is about 1019 cm-3 at t=246 ns. A periodic structure with the wavelength 0.5 mm and the amplitude 0.3 mm is observed on the surface of this column.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年基金(批准号:11105109)和强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室基础研究基金(批准号:SKLIPR1208)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scientists Fund of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11105109) and the Basic Research Foundation of State Key Laboratory of Intense Pulsed Radiation Simulation and Effect, China (Grant No. SKLIPR1208).
    [1]

    Ding N, Zhang Y, Ning C, Shu X J, Xiao D L 2008 Acta Phys. Sin. 57 3027 (in Chinese) [丁宁, 张扬, 宁成, 束小建, 肖德龙 2008 57 3027]

    [2]

    Sheng L, Wang L P, Wu J, Li Y, Peng B D, Zhang M 2011 Chin. Phys. B 20 055202

    [3]

    Sheng L, Qiu M T, Hei D W, Qiu A C, Cong P T, Wang L P, Wei F L 2011 Acta Phys. Sin 60 055205 (in Chinese) [盛亮, 邱孟通, 黑东炜, 邱爱慈, 丛培天, 王亮平, 魏福利 2011 60 055205]

    [4]

    Hammer D A, Sinars D B 2001 Laser and Particle Beams 19 377

    [5]

    Pikuz S A, Shelkovenko T A, Mingaleev A R, Hammer D A, Neves H P 1999 Phys. Plasmas 6 4272

    [6]

    Stephens J, Neuber A, Kristiansen M 2012 Phys. Plasmas 19 032702

    [7]

    Sheng L, Li Y, Yuan Y, Peng B D, Li M, Zhang M, Zhao J Z, Wei F L, Wang L P, Hei D W, Qiu A C 2014 Acta Phys. Sin. 63 055201 (in Chinese) [盛亮, 李阳, 袁媛, 彭博栋, 李沫, 张美, 赵吉祯, 魏福利, 王亮平, 黑东炜, 邱爱慈 2014 63 055201]

    [8]

    Sarkisov G S, Rosenthal S E, Cochrane K R, Struve K W, Deeney C, McDaniel D H 2005 Phys. Rev. E 71 046404

    [9]

    Sarkisov G S, Rosenthal S E, Struve K W 2008 Phys. Rev. E 77 056406

    [10]

    Hall G N, Chittenden J P, Bland S N, Lebedev S V, Bott S C, Jennings C, Palmer J B A, Suzuki-Vidal F 2008 Phys. Rev. Lett. 100 065003

    [11]

    Hoyt C L, Knapp P F, Pikuz S A, Shelkovenko T A, Cahill A D 2012 Appl. Phys. Lett. 100 244106

    [12]

    Harvey-Thompson A J, Lebedev S V, Burdiak G, Wiasman E M, Hall G N, Suzuki-Vidal F, Bland S N, Chittenden J P, De-Grouchy P, Khoory E, Pickworth L, Skidmore J, Swadling G 2011 Phys. Rev. Lett. 106 205202

  • [1]

    Ding N, Zhang Y, Ning C, Shu X J, Xiao D L 2008 Acta Phys. Sin. 57 3027 (in Chinese) [丁宁, 张扬, 宁成, 束小建, 肖德龙 2008 57 3027]

    [2]

    Sheng L, Wang L P, Wu J, Li Y, Peng B D, Zhang M 2011 Chin. Phys. B 20 055202

    [3]

    Sheng L, Qiu M T, Hei D W, Qiu A C, Cong P T, Wang L P, Wei F L 2011 Acta Phys. Sin 60 055205 (in Chinese) [盛亮, 邱孟通, 黑东炜, 邱爱慈, 丛培天, 王亮平, 魏福利 2011 60 055205]

    [4]

    Hammer D A, Sinars D B 2001 Laser and Particle Beams 19 377

    [5]

    Pikuz S A, Shelkovenko T A, Mingaleev A R, Hammer D A, Neves H P 1999 Phys. Plasmas 6 4272

    [6]

    Stephens J, Neuber A, Kristiansen M 2012 Phys. Plasmas 19 032702

    [7]

    Sheng L, Li Y, Yuan Y, Peng B D, Li M, Zhang M, Zhao J Z, Wei F L, Wang L P, Hei D W, Qiu A C 2014 Acta Phys. Sin. 63 055201 (in Chinese) [盛亮, 李阳, 袁媛, 彭博栋, 李沫, 张美, 赵吉祯, 魏福利, 王亮平, 黑东炜, 邱爱慈 2014 63 055201]

    [8]

    Sarkisov G S, Rosenthal S E, Cochrane K R, Struve K W, Deeney C, McDaniel D H 2005 Phys. Rev. E 71 046404

    [9]

    Sarkisov G S, Rosenthal S E, Struve K W 2008 Phys. Rev. E 77 056406

    [10]

    Hall G N, Chittenden J P, Bland S N, Lebedev S V, Bott S C, Jennings C, Palmer J B A, Suzuki-Vidal F 2008 Phys. Rev. Lett. 100 065003

    [11]

    Hoyt C L, Knapp P F, Pikuz S A, Shelkovenko T A, Cahill A D 2012 Appl. Phys. Lett. 100 244106

    [12]

    Harvey-Thompson A J, Lebedev S V, Burdiak G, Wiasman E M, Hall G N, Suzuki-Vidal F, Bland S N, Chittenden J P, De-Grouchy P, Khoory E, Pickworth L, Skidmore J, Swadling G 2011 Phys. Rev. Lett. 106 205202

  • [1] 周少彤, 任晓东, 黄显宾, 徐强. 一种用于Z箍缩实验的软X射线成像系统.  , 2021, 70(4): 045203. doi: 10.7498/aps.70.20200957
    [2] 陈忠旺, 宁成. 基于MULTI2D-Z程序的Z箍缩动态黑腔形成过程模拟.  , 2017, 66(12): 125202. doi: 10.7498/aps.66.125202
    [3] 彭楚才, 王金相, 刘林林. 介质环境对铜丝电爆炸制备纳米粉体的影响.  , 2015, 64(7): 075203. doi: 10.7498/aps.64.075203
    [4] 赵屾, 朱鑫磊, 石桓通, 邹晓兵, 王新新. 用X-pinch对双丝Z箍缩进行轴向X射线背光照相.  , 2015, 64(1): 015203. doi: 10.7498/aps.64.015203
    [5] 宁成, 丰志兴, 薛创. Z箍缩驱动动态黑腔中的基本能量转移特征.  , 2014, 63(12): 125208. doi: 10.7498/aps.63.125208
    [6] 石桓通, 邹晓兵, 赵屾, 朱鑫磊, 王新新. 并联金属丝提高电爆炸丝沉积能量的数值模拟.  , 2014, 63(14): 145206. doi: 10.7498/aps.63.145206
    [7] 但加坤, 任晓东, 黄显宾, 张思群, 周少彤, 段书超, 欧阳凯, 蔡红春, 卫兵, 计策, 何安, 夏明鹤, 丰树平, 王勐, 谢卫平. Z箍缩内爆产生的电磁脉冲辐射.  , 2013, 62(24): 245201. doi: 10.7498/aps.62.245201
    [8] 叶繁, 薛飞彪, 褚衍运, 司粉妮, 胡青元, 宁家敏, 周林, 杨建伦, 徐荣昆, 李正宏, 许泽平. 双层丝阵Z箍缩电流分配实验研究.  , 2013, 62(17): 175203. doi: 10.7498/aps.62.175203
    [9] 高启, 吴泽清, 张传飞, 李正宏, 徐荣昆, 祖小涛. Z箍缩Al等离子体发射谱的非局域平衡模拟.  , 2012, 61(1): 015201. doi: 10.7498/aps.61.015201
    [10] 盛亮, 邱孟通, 黑东炜, 邱爱慈, 丛培天, 王亮平, 魏福利. 丝阵负载Z箍缩内爆动力学研究.  , 2011, 60(5): 055205. doi: 10.7498/aps.60.055205
    [11] 盛亮, 王亮平, 李阳, 彭博栋, 张美, 吴坚, 王培伟, 魏福利, 袁媛. 平面丝阵负载Z箍缩内爆动力学一维图像诊断.  , 2011, 60(10): 105205. doi: 10.7498/aps.60.105205
    [12] 郭帆, 李永东, 王洪广, 刘纯亮, 呼义翔, 张鹏飞, 马萌. Z箍缩装置外磁绝缘传输线全尺寸粒子模拟研究.  , 2011, 60(10): 102901. doi: 10.7498/aps.60.102901
    [13] 蒙世坚, 李正宏, 秦义, 叶繁, 徐荣昆. X射线连续谱法诊断铝丝阵Z箍缩等离子体温度.  , 2011, 60(4): 045211. doi: 10.7498/aps.60.045211
    [14] 吴刚, 邱爱慈, 吕敏, 蒯斌, 王亮平, 丛培天, 邱孟通, 雷天时, 孙铁平, 郭宁, 韩娟娟, 张信军, 黄涛, 张国伟, 乔开来. “强光一号”Al丝阵Z箍缩产生K层辐射实验研究.  , 2009, 58(7): 4779-4786. doi: 10.7498/aps.58.4779
    [15] 宁 成, 丁 宁, 杨震华. “强光一号”装置上部分Z箍缩实验结果的物理分析.  , 2007, 56(1): 338-345. doi: 10.7498/aps.56.338
    [16] 宁 成, 丁 宁, 刘 全, 杨震华. 双层钨丝阵的Z箍缩动力学过程研究.  , 2006, 55(7): 3488-3493. doi: 10.7498/aps.55.3488
    [17] 张 扬, 丁 宁. 轴向流对Z箍缩等离子体稳定性的影响.  , 2006, 55(5): 2333-2339. doi: 10.7498/aps.55.2333
    [18] 黄显宾, 杨礼兵, 顾元朝, 邓建军, 周荣国, 邹 杰, 周少彤, 张思群, 陈光华, 畅里华, 李丰平, 欧阳凯, 李 军, 杨 亮, 王 雄, 张朝辉. 氩气Z箍缩内爆动力学过程实验研究.  , 2006, 55(4): 1900-1906. doi: 10.7498/aps.55.1900
    [19] 宁 成, 李正宏, 华欣生, 徐荣昆, 彭先觉, 许泽平, 杨建伦, 郭 存, 蒋世伦, 丰树平, 杨礼兵, 晏成立, 宋凤军, V. P. Smirnov, Yu. G. Kalinin, A. S. Kingsep, A. S. Chernenko, E. V. Grabovsky. 铝-钨丝混编阵的Z-箍缩实验研究.  , 2004, 53(7): 2244-2249. doi: 10.7498/aps.53.2244
    [20] 宁 成, 杨震华, 丁 宁. Z箍缩内爆过程中的能量转换机制研究.  , 2003, 52(2): 415-420. doi: 10.7498/aps.52.415
计量
  • 文章访问数:  5836
  • PDF下载量:  550
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-06
  • 修回日期:  2014-06-06
  • 刊出日期:  2014-10-05

/

返回文章
返回
Baidu
map