Magnetic probe measurements of the current sheath on the PF-3 facility

Krauz, V. I.; Mitrofanov, K. N.; Myalton, V. V.; Vinogradov, V. P.; Vinogradova, Yu. V.; Grabovski, E. V.; Zukakishvili, G. G.; Koǐdan, V. S.; Mokeev, A. N.

doi:10.1134/s1063780x10110036

Cited by 33 publications

(19 citation statements)

References 14 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Such shunting should be directly related to the efficiency of snowplowing of the working gas by the plasma current sheath (PCS) as it propagates from the insulator toward the anode axis. Measurements of the current distribution [4][5][6][7] showed that a fraction of the discharge current could form closed loops near the insulator and not be involved in the process of plasma compression. However, it was also shown that, in optimized PF operating modes with a neutron yield as high as 10 10 -10 11 neutrons/shot, the efficiency of current transportation toward the facility axis can reach 100% [8,9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Study of the interrelation between the electrotechnical parameters of the plasma focus discharge circuit and the plasma compression dynamics on the PF-3 and PF-1000 facilities

et al. 2015

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The main stages of the plasma current sheath (PCS) dynamics on two plasma focus (PF) facilities with different geometries of the electrode system, PF-3 (Filippov type) and PF-1000 (Mather type), were studied by analyzing the results of the current and voltage measurements. Some dynamic characteristics, such as the PCS velocity in the acceleration phase in the Mather-type facility (PF-1000), the moment at which the PCS reaches the anode end, and the plasma velocity in the radial stage of plasma compression in the PF-3 Filippov-type facility, were determined from the time dependence of the inductance of the discharge circuit with a dynamic plasma load. The energy characteristics of the discharge circuit of the compressing PCS were studied for different working gases (deuterium, argon, and neon) at initial pressures of 1.5-3 Torr in discharges with energies of 0.3-0.6 MJ. In experiments with deuterium, correlation between the neutron yield and the electromagnetic energy deposited directly in the compressed PCS was investigated.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Study of the interrelation between the electrotechnical parameters of the plasma focus discharge circuit and the plasma compression dynamics on the PF-3 and PF-1000 facilities

et al. 2015

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Установка ПФ-3 является плазменным фокусом типа Филиппова [14,15] с плоской геометрией электродов. Изолятор диаметром 90 см отделяет анодный медный диск от корпуса камеры, служащего катодом.…”

Section: постановка задачи моделирования и модификации расчётной моделиunclassified

“…Результаты моделирования сравнивались с данными магнитозондовых измерений [15][16][17], полученными с помощью зондов, вводимых через вакуумные вводы на верхней крышке разрядной камеры на расстоянии 2, 16, 36 и 46 см от оси уста-новки на различную высоту от анодного электрода. Расположение зондов позволяло восстановить вре-мя и положение ТПО в области выхода с изолятора в направлении катодного электрода и, далее, рас-пространение к оси с изменением нецилиндрично-сти.…”

Section: постановка задачи моделирования и модификации расчётной моделиunclassified

“…Расположение зондов позволяло восстановить вре-мя и положение ТПО в области выхода с изолятора в направлении катодного электрода и, далее, рас-пространение к оси с изменением нецилиндрично-сти. К сожалению, все зондовые измерения отно-сятся к различным разрядам ПФ-3, однако высокая повторяемость результатов позволяет корректно сравни-вать данные и строить обобщённую картину движения ТПО (как делалось в [15,2]). …”

Section: постановка задачи моделирования и модификации расчётной моделиunclassified

See 1 more Smart Citation

Simulation of Plasma Shell Dynamics of Plasma-Focus Discharge for Various Gases in the Filippov-Type Plasma-Focus Facility

Ananyev¹,

Suslin²,

Kharrasov³

2017

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

Моделирование динамики плазменной оболочки плазмофокусного разряда в различных газах в плазменном фокусе. Цель настоящей работы -численное моделирование движения токонесущей плазменной оболочки (ТПО) плазмофокусного разряда на стадии схождения к оси установки, при использовании различных рабочих газов в установке ПФ-3 -плазменном фокусе типа Филиппова. Для расчётов использована одножидкостная магнитогидродинамическая модель с учётом эффекта Холла вблизи электродов. Предложен подход, позволяющий проводить расчёты для различных газов и их смесей без подбора и изменения расчётных коэффициентов. Моделирование движения ТПО находится в хорошем соответствии с эксперименталь-ными результатами для тяжёлых (Ne, Ar) и лёгких (D2) газов. Смоделировано влияние добавки тяжёлого газа (Хе) к дейтерию на структуру оболочки и динамику сжатия.Ключевые слова: плазменный фокус, численное моделирование, одножидкостная МГД-модель, эффект Холла, магнитозондо-вые измерения, электронно-оптические методы диагностики плазмы. SIMULATION OF PLASMA SHELL DYNAMICS OF PLASMA-FOCUS DISCHARGE FOR VARIOUS GASES IN THE FILIPPOV-TYPE PLASMA-FOCUS FACILITY S.S. Ananyev, S.V. Suslin, A.M. Kharrasov NRC «Kurchatov Institute», Moscow, RussiaThe purpose of this work is numerical modeling of the motion of the current carrying plasma shell (CPS) of a plasma-focus discharge at the final stage of radial compression, using various working gases in the PF-3 facility-the Filippov-type plasma focus. For calculations, a single-fluid magnetohydrodynamic model is used with allowance for the Hall-effect near the electrodes. We have proposed an approach that allows calculations for various gases and their mixtures without selection and variation of the design coefficients. The simulation of CPS motion is in good agreement with the experimental results for heavy gases (Ne, Ar) and light gases (D2). The effect of adding a heavy gas (Xe) to deuterium on the shell structure and compression dynamics was modeled. ВВЕДЕНИЕВысокий интерес к плазменному фокусу (ПФ) уже более полувека поддерживается благодаря тому, что ПФ-разряд сопровождается интенсивными потоками плазмы, а также широкого спектра излучений: нейтронного, электромагнитного во всём диапазоне от СВЧ до жёсткого рентгена, пучков ионов и элек-тронов. Источником излучения является плотная горячая плазма, характерная для Z-пинчей, формиру-ющаяся при схождении токонесущей плазменной оболочки к оси. В связи с особенностью ПФ-разряда, независимо от геометрии ПФ-системы, ТПО имеет вид воронки, что вызывает нецилиндричность фор-мирования пинча. Наблюдалось, что изменение профиля сходящейся ТПО приводит к различным режи-мам работы установки с точки зрения эмиссионных характеристик [1]. В работах [2, 3] и более ранних [4] было показано, что форма ТПО в значительной степени определяет условия вытекания плазмы из области пинча/пинчевания, что, в свою очередь, влияет на степень сжатия плазмы, развитие неустойчи-востей, генерацию высокоэнергичных пучков заряженных частиц, генерацию рентгеновского излучения и нейтронов. Также п...

show abstract

“…Эксперименты выполнены на установке ПФ-3 [21,22], представляющей собой плазменный фокус с плоской геометрией электродов (тип Филиппова). Полная ёмкость источника питания составляет 9,2 мФ, максимальное зарядное напряжение 25 кВ, максимальная запасаемая энергия 2,8 МДж.…”

Section: схема экспериментаunclassified

Investigation of the Pulsed Plasma Flow, Generated in Non-Cylindrical Z-Pinch Systems, by Electron-Optical Methods

Ananyev¹,

Dan’ko²,

Mylton³

et al. 2013

PAST-TF

View full text Add to dashboard Cite

В последнее время наблюдается значительный рост интереса к генерируемым в Z-пинчевых системах плазменным потокам. Это связано как с пониманием роли процессов, приводящих к генерации потоков, в общей физике формирования и динамики пинча, так и с все возрастающим практическим использованием этих потоков. В работе описана система щелевого электронно-оптического фотографирования в видимом диапазоне, созданная для исследования динамики импульсных плазменных потоков, вызванных сжатием Z-пинча. Эксперименты проведены на установке ПФ-3, крупнейшей в мире среди представителей одной из разновидностей Z-пинчевых систем -плазменный фокус. Приведены первые результаты измерений скорости плазменных потоков при использовании различных рабочих газов (водород, неон, аргон). Показана структурированность плазменного пото-ка. Обнаружено отсутствие существенной зависимости скорости потока от сорта рабочего газа.Ключевые слова: диагностика плазмы, электронно-оптическая регистрация, щелевая развёртка, плазменный фокус, Z-пинчи, мощный импульсный генератор тока. INVESTIGATION OF THE PULSED PLASMA FLOW, GENERATED IN NON-CYLINDRICAL Z-PINCH SYSTEMS, BY ELECTRON-OPTICAL METHODS S.S. Ananyev, S.A. Dan'ko, V.V. Mylton, Yu.G. Kalinin, V.I. Krauz, V.P. Vinogradov, Yu.V. Vinogradova NRC «Kurchatov Institute», Moscow, RussiaRecently there has been a significant growth of interest to the plasma flows generated in the Z-pinch systems. This is connected with understanding of the important role of the processes leading to generate flows, in general physics of formation and dynamics of the pinch, and increasing the applications of these flows. The paper describes a system of slit electronic-optical photography in visible range, designed for monitoring the spread of pulsed plasma flows caused by compression of a Z-pinch. Experiments were carried out on PF-3 facility, the largest in the world among representatives of one of the varieties of Z-pinch systems-the plasma focus. The first results of measurements of the plasma flows velocities using different working gases (hydrogen, neon, argon) are presented. The structuredness of the plasma flows is shown. No significant dependence of the flow velocity on the sort of the working gas was revealed.Key words: plasma diagnostic, electron-optical photography, streak camera, plasma focus, Z-pinch, high current generator. ВВЕДЕНИЕИзвестно, что в Z-пинчах создаётся плотная горячая плазма, являющаяся интенсивным источником широкого спектра излучений: нейтронного, электромагнитного во всём диапазоне от СВЧ до жёсткого рентгена, пучков ионов и электронов. Одной из интересных особенностей этих систем также является генерация интенсивных плазменных потоков. Однако основные усилия исследователей, как правило, были сосредоточены на изучении самого плотного пинча, являющегося источником мощного ионизи-рующего излучения. Тем не менее в последнее время наблюдается значительный рост интереса к гене-рируемым в подобных системах плазменным потокам. Это связано как с пониманием значительной роли процессов, приводящих к генерац...

show abstract

Magnetic probe measurements of the current sheath on the PF-3 facility

Cited by 33 publications

References 14 publications

Study of the interrelation between the electrotechnical parameters of the plasma focus discharge circuit and the plasma compression dynamics on the PF-3 and PF-1000 facilities

Study of the interrelation between the electrotechnical parameters of the plasma focus discharge circuit and the plasma compression dynamics on the PF-3 and PF-1000 facilities

Simulation of Plasma Shell Dynamics of Plasma-Focus Discharge for Various Gases in the Filippov-Type Plasma-Focus Facility

Investigation of the Pulsed Plasma Flow, Generated in Non-Cylindrical Z-Pinch Systems, by Electron-Optical Methods

Contact Info

Product

Resources

About