Введение к работе
Актуальность темы
В последние десять-пятнадцать лет как у нас в стране, так и за рубеяом ведутся интенсивные исследования лайнеров или быстрых Z-пинчей, ускоряемых в сильноточных генераторах. Высокотемпературная плотная плазма, получаемая в процессе имплозии лайнеров представляет интерес как с точки зрения управляемого термоядерного синтеза, так и с точки зрения применения ее в качестве источника мягкого рентгеновского (в тон числе когерентного) и нейтронного излучения. Экспериментальное исследование плазмы лайнеров сталкивается со значительными трудностями, что связанно прежде всего с условиями, в _ которых приходится проводить эксперименты (высокие температуры, давления, скорости процессов). В подобной ситуации велика роль численного моделирования.
Моделирование процесса сжатия и термализации лайнера основывается на уравнениях радиационной магнито-гидродинамики (ЙРГД). При этом ключевой проблемой является - проблема учета перекоса излучения, в частности, излучения в линиях.
Цель работы.
Цель» настоящей работы является:
1. Разработка и апробация методик расчета излучения в . типичном
для лайнерной плазмы случае, когда неприменимы ни приближение
ЛТР, ни корональные модели.
2. Применение разработанных методик расчета излучения в
одномерных МРГД-раочетах, моделирующих динамику сжатия лайнеров.
-
Использование результатов расчетов характеристик излучения, главным образом спектральных, для диагностики лайнерной плазмы.
-
Использование детальных ударно-излучательных моделей для расчетов инверсии на переходах многозарядных ионов.
Научная новизна.
Следует отметить, что во многих лабораториях, занимающихся бистрами Z-пинчами, наряду о экспериментальными исследованиями проводятся также работы по математическому моделированию. Однако, основная часть работ, выполненных автором обладает научной новизной. Это относится к ударно-изьучательной модели, используемой d МРГД-расчетах, к выводу о значимости динамического доплер-эффекта при формировании излучения в "горячих точках", а также к предложенной экспериментальной схеме реализации Al/Mg коротковолнового лазера и к выводу о роли Фотоионизации при формировании активной среды в этой схеме. .
Научная и практическая ценность.
Практическая значимость работы состоит в использовании методик расчета спектров излучения многозарядной плазмы, которые в совокупности со' спектральными измерениями, выполненными группой Бакшт Р.Б. и сотрудниками ФИ РАН, позволили определить параметры плазмы, получаемой при саатии лайнеров на установках ГИТ-4 и ИМРИ. Кроме того, кинетические и гидродинамические расчеты схемы Al/Mg коротковолнового лазера послужили обоснованием для начала экспериментов в ИСЭ по получению генерации в этой схеме.
Апробация работы.
Результаты работы представлялись на Всесоюзной конференции по физике плазмы в Звенигороде в 1990 г.; на Международном симпозиуме "Коротковолновые лазеры и их применение" в Самарканде в 1990г.і на Международной конференции по импульсной технике в Сан Диего в 1991г.; на IX Всесоюзной конференции "Физика вакуумного ультрафиолетового излучения и его взаимодействия с веществом" в Томске в 1991 г. ; на 18 международной конференции по Физике плазмы в Норфолке в 1991 г.; на конференции "Веагаз-92" в Вашингтоне; на 9 симпозиуме по сильноточной электронике! на
конференции "Импульсные лазери на переходах атомов и молекул" в Томске в 1992 г.; на семинарах ИСЭ РАН.
Публикации.
По теме диссертации опубликованы три статьи, три препринта я пять докладов, из них четыре на Международных конференциях.
Объем и структура диссертации.
