Введение к работе
Актуальность работы. Интерес к исследованию конденсированно-водорода при высоких давлениях и плотностях и низких темпера-ах в значительной степени обусловлен теоретически предсказан-
возыожностью его перехода в металлическое состояние, в кото-
он может обладать такими свойствами, как высокотемпературной рхпроводимостью и наличием высокой плотности энергии. Измерения внения состояния водорода при мегабарннх давлениях представля-интерес и для астрофизических исследований - при моделировании эения планет-гигантов (Юпитер, Сатурн).
О возможности существования металлического водорода впервые э указано Е.Вигнером и Г.лантангтоноы в 1935 году. Позднее по I проблеме выполнено большое количество теоретических и экспе-внтальных работ. Одной из основных задач этих исследований, реке которой имеет как чисто научное, так и практическое значение, їєтся определение давления перехода водорода в металлическое гояние. По оценкам последних теоретических и экспериментальных зт, это давление заключено в пределах 2-5 Ьйар. Значительная-іределенность оценок обусловлена как сложностью теоретических їетов, особенно молекулярной фазы водорода, так и отсутствием зжных экспериментальных результатов по уравненив состояния водо-1 при мегабарних давлениях.
Интенсивное развитие экспериментальных исследований по проб-j водорода приходится на начало 70-х годов и связано с оовер-ітвованием техники высоких давлений. Экспериментальные группы .Хоука, С.Ь.Корыера и А.И.Павловского исследовали сжатие-водо-i изэнтропичвскши методами (сжатие металлического лайнера с іродом с помощью взрывчатых веществ или магнитокумулятивного іратора). Однако из-за отсутствия прямых измерении давлений гльтагы этих рабит носят неопределенный характер. В статичес-
наиболыше успехи достигнуты в алмазных наковальнях, однако (дние мегабарных давлении и особенно проведение измерений в : условиях сопряжены со значительными трудностями. Уравнение 'ояшш водорода получено пока лишь до давлении 370 кбар, что штельно ниже ожидаемого давления перехода. Поэтому в настоя-
время представляются актуальными исследования, направленные аэработку независимых методов сжатия, позволявших проводить іек'шое измерение уравнения состояния водорода в мегабарной
облаете давлений и определить давление перехода его в металли1 кое состояние. Для решения этой задачи в качестве пресса иожв' применяться металлический 2 ~ гаю*.
Цель»? настоящей работы является исследование мвтадличес 2 - шшча, как пресса для создания высоких давлений:
-
Определение требований к параметрам генератора тока, вера и диагностической ашаратуры, выполнение которых обеспеч ет достшекие иегабарншс давлений и измерение уравнения состо конденсированного водорода с высокой точностью.
-
Разработка метрологии импульсных давлений.
:3. Создание техники получения и измерения высоких давлеї 4. Получение уравнения состояния конденсированного водо]
Научная новизна работы связана с поиском и исследован» .-.методов измерения точного уравнения состояния конденсирована -водорода при высоких давлениях. Впервые при давлениях до 150 полуяено изэнтропнчеекое уравнение состояния водорода с макс: ной погрешностью измерений объема 2% и давления в водороде 6; веден расчет и определены оптимальные условия для измерения барной области давлений.
Для проведения исследований разработана метрология импу давлений, основанная на использовании эталонных веществ в кв датчика давления. Примененный метод измерения давления водої реализован впервые.
Впервые в экспериментах по изэнтропическому сжатию вещ« продемонстрирована возможность сохранения образца, сжатого ; соких давлений.
Научная ,ц, таадтидескад.дедносдь,. работа v
-
Экспериментальный опыт, накопленный при создании ге; ра импульсных токов "йштер", может быть использован при со аналогичных, более мощных установок для исследований в обла физики высоких давлений, физики плазмы и других научно-техн направлениях.
-
Разработанный и примененный метод измерения импульс влений может быть использован при измерении уравнений состс веществ при высоких давлениях.
-
Созданные рентгеновские аппараты позволяют существе по сравнению с промышленными аппаратами - повысить точности геновских. измерений и могут применяться при исследовании 6\
>текащих процессов.
4. Полученные экспериментальные результаты могут быть исдадда-шяи при проверке теоретических уравнений состояния водорода...
Автором выдвигаются к защите слеятютае положения;.
1. Создана аппаратура для исследования сжимаемости веществ:
j высоких давлениях. Аппаратура содержит несколько новых -узлов-., технических решений.
-
Создан прерыватель тока на основе электрически взрываемого эводника. Проведены эксперименты с использованием прерывателя то-, показавшие возможность сохранения образца, сжатого при сильно-шом разряде конденсаторной батареи через металлический лайнер;,.
-
Разработана метрология импульсных давлений, основанная^йа іользовании эталонных веществ с известным уравнением состояния.
-
Проведен анализ погрешности импульсных рентгенографических дарений. Определена зависимость погрешности от параметров неточна излучения.
-
Созданы сильноточные электронные ускорители, генерирующие пульсы тормозного излучения, удовлетворяющие требованиям точноо-
измерений.
-
Проведен количественный анализ движения металлических йяеров в 2 - шшчевых разрядах. Определены условия согласова-а параметров лайнера и генератора тока.
-
Получено уравнение состояния водорода при взэнтрошгческом атии до 150 кбар. Максимальная погрешность измерений объема 2# давления водорода 6%.
Адробапия работа. Основные результаты диссертации докладыва-сь на 1-й Всесоюзной конференции по импульсным источникам энер-а (Юрмала, 1983 г.), на 3-й.и 4-й Международных конференциях по нерации мегагаусннх магнитных полей и родственным экспериментам овосибирск, 1983 г.; Санта-Фе (США) 1986 г.), на 3-м Всесоюзном . вещании по аномальным свойствам водорода (Москва, 1984 г.), на ьшнаре Института высоких давлений АН СССР, на конференциях и сонарах в Институте атомной энергии им.И.В.Курчатова.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав
заключения. Диссертация изложена на 174 страницах - 116 страниц
шинописного текста, 59 рисунков, 5 таблиц и список литературы
99 наименований. з