磁化同轴枪操作参数对球马克产生及等离子体特性的影响

摘要

磁化同轴枪放电装置可以产生高传输速度、高电子密度的球马克,在可控核聚变、高能量密度物理以及天体物理等领域均得到了广泛关注.基于球马克形成阈值理论,通过对放电图像的拍摄以及光、电、磁信号的诊断分析,本文主要研究了磁化同轴枪操作参数对球马克产生及等离子体特性的影响.实验结果发现:除放电电流和偏置磁通的比值以外,受送气时长控制的气体分布长度同样是球马克产生的关键.电极间通道内较长的气体分布可以使放电产生集中承载电流的等离子体环,该环能够在足够强的磁压力推动下完成磁场拉伸与重联以形成球马克.增加放电电流可以同时带来球马克传输速度、电子温度以及密度的提升,而增加送气量仅对电子密度提升具有正面影响,球马克性能优化的关键在于提升电容器组向等离子体环的能量馈入.