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

表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩激光阴影图像诊断

盛亮 彭博栋 袁媛 张美 李奎念 张信军 赵晨 赵吉祯 李沫 王培伟 李阳

引用本文:
Citation:

表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩激光阴影图像诊断

盛亮, 彭博栋, 袁媛, 张美, 李奎念, 张信军, 赵晨, 赵吉祯, 李沫, 王培伟, 李阳

Laser shadowgraphy diagnostics for insulated-ordinary mixed planar wire array Z pinches

Sheng Liang, Peng Bo-Dong, Yuan Yuan, Zhang Mei, Li Kui-Nian, Zhang Xin-Jun, Zhao Chen, Zhao Ji-Zhen, Li Mo, Wang Pei-Wei, Li Yang
PDF
导出引用
  • 基于脉冲半高全宽约为9 ns、波长为532 nm的Nd:YAG激光器, 采用条纹相机和商用数码相机两种记录设备, 建立了时间分辨和时间积分两种模式的激光阴影图像诊断系统, 在“强光一号”装置上对表面绝缘混合平面丝阵Z箍缩等离子体开展了实验研究. 实验结果表明: 在融蚀过程中表面绝缘金属丝冕等离子体发展较普通金属丝慢, 在t=44 ns 到t=56 ns之间, 其平均膨胀速度分别为1.1×104 m·s-1和1.7×104 m·s-1; 在等离子体滞止前10 ns的快速聚爆过程中, 表面绝缘金属丝和普通金属丝两侧的平均聚爆速度分别为5.5 ×105 m·s-1和9.3×105 m·s-1, 表面绝缘一侧等离子体滞止时间小于普通金属丝一侧, 分别为5.9 ns和9.5 ns; 等离子体碰撞分界线偏向于表面绝缘一侧, 滞止时形成的磁流体不稳定性结构类似.
    A laser shadowgraphy system was built based on a Nd:YAG laser backlight with a half width of 9 ns and a wavelength of 532 nm. It has the capacity of time resolution and integration simultaneously during the laser lighting time by utilizing a streak camera and a commercial digital camera as the image recording devices. Experimental study of the insulated-ordinary mixed planar wire array Z pinches was carried out on the Qiangguang-I facility. Experimental results indicate that the expansion of corona plasma of the insulated tungsten wires is slower than that of ordinary wires over the ablation stage. Average velocities of the insulated wire and the ordinary wire located at the array outmost edge are 1.1×104 m·s-1 and 1.7×104 m·s-1 between t=44 ns and t=56 ns respectively. In the fastest implosion stage of 10 ns just before the stagnant time, the average imploding velocities were 5.5×105 m·s-1 and 9.3×105 m·s-1 respectively for the plasma on the insulted wires side and the ordinary wires side. The duration of stagnant stage on the insulated wires side is 5.9 ns, while it is 9.5 ns on the ordinary wires side. The collision boundary is deflected to the insulated wires side. A similar magneto Rayleigh-Taylor Instability structure can be observed on the both sides at the stagnant time.
    • 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,SKLIPR1304Z)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 Nos. SKLIPR1208, SKLIPR1304Z).
    [1]

    Kantsyrev V L, Rudakov L I, Safronova A S, Fedin D A, Ivanov V V, Velikovich A L, Esaulov A A, Chuvatin A S, Williamson K, Quart N D, Nalajala V, Osborne G, Shrestha I, Yilmaz M F, Pokala S, Laca P J, Cowan T E 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 2295

    [2]

    Jones B, Ampleford D J, Vesey R A, Cuneo M E, Coverdale C A, Waisman E M, Jones M C, Fowler W E, Stygar W A, Serrano J D, Vigil M P, Esaulov A A, Kantsyrev V L, Safronova A S, Williamson K M, Chuvatin A S, Rudakov L I 2010 Phys. Rev. Lett. 104 125001

    [3]

    Sarkisov G S, Rosenthal S E, Struve K W, McDaniel D H 2005 Phys. Rev. Lett. 94 035004

    [4]

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

    [5]

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

    [6]

    Sheng L, Li Y, Hei D W, Yuan Y, Peng B D, Wang L P, Li M, Zhang M, Wei F L, Zhao J Z 2014 High Power Laser Particle Beams 26 075003 (in Chinese) [盛亮, 李阳, 黑东炜, 袁媛, 彭博栋, 王亮平, 李沫, 张美, 魏福利, 赵吉祯 2014 强激光与粒子束 26 075003]

    [7]

    Wang C, Zheng W D, Fang Z H, Sun J R, Wang W, Xiong J, Fu S Z, Gu Y, Wang S J, Qiao X M, Zhang G P 2010 Acta Phys. Sin. 59 4767 (in Chinese) [王琛, 郑无敌, 方智恒, 孙今人, 王伟, 熊俊, 傅思祖, 顾援, 王世绩, 乔秀梅, 张国平 2010 59 4767]

    [8]

    Liu Y Q, Zhao X S, Lei H L, Xie D, Gao D Z 2010 High Power Laser Particle Beams 22 2880 (in Chinese) [刘元琼, 赵学森, 雷海乐, 谢端, 高党忠 2010 强激光与粒子束 22 2880]

    [9]

    Chen F X, Feng J H, Li L B, Yang J L, Zhou L, Xu R K, Xu Z P 2013 Acta Phys. Sin. 62 045204 (in Chinese) [陈法新, 冯璟华, 李林波, 杨建伦, 周林, 徐荣昆, 许泽平 2013 62 045204]

    [10]

    Esaulov A A, Velikovich A L, Kantsyrev V L, Mehlhorn T A, Cuneo M E 2006 Phys. Plasmas 13 120701

    [11]

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

    [12]

    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

  • [1]

    Kantsyrev V L, Rudakov L I, Safronova A S, Fedin D A, Ivanov V V, Velikovich A L, Esaulov A A, Chuvatin A S, Williamson K, Quart N D, Nalajala V, Osborne G, Shrestha I, Yilmaz M F, Pokala S, Laca P J, Cowan T E 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 2295

    [2]

    Jones B, Ampleford D J, Vesey R A, Cuneo M E, Coverdale C A, Waisman E M, Jones M C, Fowler W E, Stygar W A, Serrano J D, Vigil M P, Esaulov A A, Kantsyrev V L, Safronova A S, Williamson K M, Chuvatin A S, Rudakov L I 2010 Phys. Rev. Lett. 104 125001

    [3]

    Sarkisov G S, Rosenthal S E, Struve K W, McDaniel D H 2005 Phys. Rev. Lett. 94 035004

    [4]

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

    [5]

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

    [6]

    Sheng L, Li Y, Hei D W, Yuan Y, Peng B D, Wang L P, Li M, Zhang M, Wei F L, Zhao J Z 2014 High Power Laser Particle Beams 26 075003 (in Chinese) [盛亮, 李阳, 黑东炜, 袁媛, 彭博栋, 王亮平, 李沫, 张美, 魏福利, 赵吉祯 2014 强激光与粒子束 26 075003]

    [7]

    Wang C, Zheng W D, Fang Z H, Sun J R, Wang W, Xiong J, Fu S Z, Gu Y, Wang S J, Qiao X M, Zhang G P 2010 Acta Phys. Sin. 59 4767 (in Chinese) [王琛, 郑无敌, 方智恒, 孙今人, 王伟, 熊俊, 傅思祖, 顾援, 王世绩, 乔秀梅, 张国平 2010 59 4767]

    [8]

    Liu Y Q, Zhao X S, Lei H L, Xie D, Gao D Z 2010 High Power Laser Particle Beams 22 2880 (in Chinese) [刘元琼, 赵学森, 雷海乐, 谢端, 高党忠 2010 强激光与粒子束 22 2880]

    [9]

    Chen F X, Feng J H, Li L B, Yang J L, Zhou L, Xu R K, Xu Z P 2013 Acta Phys. Sin. 62 045204 (in Chinese) [陈法新, 冯璟华, 李林波, 杨建伦, 周林, 徐荣昆, 许泽平 2013 62 045204]

    [10]

    Esaulov A A, Velikovich A L, Kantsyrev V L, Mehlhorn T A, Cuneo M E 2006 Phys. Plasmas 13 120701

    [11]

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

    [12]

    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

  • [1] 龚振洲, 魏浩, 范思源, 洪亚平, 吴撼宇, 邱爱慈. 15 MA Z箍缩装置真空磁绝缘传输线鞘层电子流分析.  , 2023, 72(3): 035204. doi: 10.7498/aps.72.20221901
    [2] 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
    [3] 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
    [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] 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. 表面绝缘铝平面丝阵Z箍缩实验研究.  , 2014, 63(5): 055201. doi: 10.7498/aps.63.055201
    [6] 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
    [7] 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
    [8] 周少彤, 李军, 黄显宾, 蔡红春, 张思群, 李晶, 段书超, 周荣国. 阳加速器钛丝X箍缩光源辐射特性实验研究.  , 2012, 61(16): 165202. doi: 10.7498/aps.61.165202
    [9] 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
    [10] 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
    [11] 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
    [12] 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
    [13] 夏广新, 章法强, 许泽平, 徐荣昆, 陈进川, 宁家敏. 单层丝阵负载Z箍缩内爆辐射特性研究.  , 2010, 59(1): 97-102. doi: 10.7498/aps.59.97
    [14] 王亮平, 韩娟娟, 吴坚, 郭宁, 吴刚, 李岩, 邱爱慈. 基于单丝行为的平面型丝阵Z箍缩模拟.  , 2010, 59(12): 8685-8691. doi: 10.7498/aps.59.8685
    [15] 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
    [16] 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
    [17] 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
    [18] 邱爱慈, 蒯 斌, 曾正中, 王文生, 邱孟通, 王亮平, 丛培天, 吕 敏. “强光一号”钨丝阵Z箍缩等离子体辐射特性研究.  , 2006, 55(11): 5917-5922. doi: 10.7498/aps.55.5917
    [19] 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
    [20] 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
计量
  • 文章访问数:  5215
  • PDF下载量:  381
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-23
  • 修回日期:  2014-07-15
  • 刊出日期:  2014-12-05

/

返回文章
返回
Baidu
map