ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ТОКОВОЙ ИМПЛОЗИИ КВАЗИСФЕРИЧЕСКИХ ЛАЙНЕРОВ РАЗЛИЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ

摘要

Results of experimental investigations of the current implosion of quasi-spherical wire arrays of various designs are presented. The wire-arrays had similar geometric dimensions, but differed in their chosen base (wire or capron fibers), diameter and number of wires, a method for profiling the linear mass (thermal vacuum deposition of heavy metal or cathode sputtering), the existence of nested arrays. In all the single assemblies, the linear mass m_l(x) had a distribution along the length of the wires, close to the optimal one, which is given by the law m_l(x) ~ sin~(-1)(x). The objects of the investigation were the characteristics of the X-ray source at the final stage of implosion: the maximum amplitude and full width at half maximum of the X-ray pulse as well as the size of the source. On the basis the experimental results presented in this paper, it was established that tungsten quasi-spherical wire arrays, regardless of the method of profiling -- whether deposition of bismuth on wires or sputtering of wires in a discharge -- give comparable values of the specific X-ray flux (SXRPF) of 1.7 and 1.8 TW/cm~2, respectively. A larger value of the SXRPF of 3.0 TW/cm~2 was obtained in experiments with arrays of capron fibers with deposited bismuth. In experiments with arrays fabricated using thermal vacuum deposition technology, it was possible to achieve a more compact compression of the substance in the radial direction compared to the assemblies in which linear mass profiling was carried out by sputtering of wires. In turn, the use of nested quasi-spherical assemblies made it possible to obtain several times more SXRPF (14.7 TW/cm~2), as a result of three-dimensional implosion, even in the absence of profiling of the linear mass along the wire length.%Представлены результаты экспериментальных исследований токовой имплозии квазисферических лайнеров различной конструкции. Лайнеры обладали схожими геометрическими размерами, но при этом различались по выбранной основе (проволоки или капроновые волокна), диаметру и числу проволок, способу профилирования линейной массы (напыление или распыление), наличию вложенных сборок. У всех одиночных сборок линейная масса mix) имела распределение вдоль длины проволок, близкое к оптимальному распределению, которое задается законом mix) ~ sin~(-1)(x). Предметом изучения были характеристики источника рентгеновского излучения на финальной стадии сжатия: максимальная амплитуда и ширина на полувысоте импульса рентгеновского излучения, размеры источника. С помощью представленных в настоящей работе экспериментальных результатов было установлено, что вольфрамовые квазисферические лайнеры вне зависимости от способа профилирования -- напыление висмута на проволоки или распыление проволок в разряде -- дают сопоставимые потоки мощности 1,7 и 1,8 ТВт/см~2 соответственно. Большее значение потока мощности 3,0 ТВт/см~2 было получено в экспериментах со сборками из капрона с напылённым висмутом. При этом в экспериментах с лайнерами, изготовленными с применением технологии напыления, удалось достигнуть более компактного сжатия вещества в радиальном направлении по сравнению со сборками, профилирование линейной массы которых осуществлялось с помощью распыления. В свою очередь, применение вложенных квазисферических сборок позволило получить в результате трёхмерной имплозии в несколько раз больший поток мощности (14,7 ТВт/см~2) даже в отсутствие профилирования линейной массы вдоль высоты.