Исследование в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне спектральной прозрачности плазмы никеля, созданной под воздействием импульса рентгеновского излучения Z-пинча

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проведены исследования спектральных свойств высокотемпературной плазмы, получаемой при воздействии на слой никеля источника мощного рентгеновского излучения (мощностью 6—10 ТВт с длительностью 7—10 нс) на основе Z-пинча, образующегося при имплозии вольфрамовых многопроволочных сборок на установке “Ангара-5-1”. При этом излучение Z-пинча нагревает мишень и превращает ее в горячую плазму, и это же излучение зондирует плазму мишени для определения спектральной зависимости коэффициента пропускания этой плазмы. Предложена оригинальная схема измерения падающего, прошедшего и собственного излучения мишени одновременно в одном эксперименте в кадровом режиме с помощью дифракционного спектрографа скользящего падения. С помощью лазерного теневого зондирования получены экспериментальные данные о скорости расширения плазмы на облучаемой и тыльной сторонах мишени, которые достигали 100 км/с. Были исследованы мишени из тонких слоев Ni, напыленных на майларовую пленку. Наблюдалось индуцированное облучением многократное увеличение коэффициента пропускания плазмы мишени в ВУФ-диапазоне по сравнению с пропусканием мишени в холодном состоянии. Была исследована зависимость спектра поглощения плазмы и сопутствующего собственного излучения мишени от мощности и формы греющего импульса. Проведено сравнение результатов измерений с численными расчетами, выполненными с помощью двумерного радиационного кода RALEF-2D, неоднократно использованного ранее для моделирования подобных экспериментов. В диапазоне ~30—200 Å форма спектральной зависимости коэффициента пропускания в эксперименте и расчете аналогичны, но величина модельного коэффициента пропускания плазмы (~0.8—0.9) больше, чем полученная с помощью спектрографа и многокадрового рентгеновского регистратора (~0.5—0.6).

Об авторах

А. Н. Грицук

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Автор, ответственный за переписку.
Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

К. Н. Митрофанов

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

В. В. Александров

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

А. В. Браницкий

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

Е. В. Грабовский

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

Г. М. Олейник

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

И. Н. Фролов

Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

М. М. Баско

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

А. С. Грушин

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

А. Д. Соломянная

Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

Н. Б. Родионов

Частное учреждение “ИТЭР-Центр”

Email: griar@triniti.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. D’Arcy R., Ohashi H., Suda S., Tanuma H., Fujioka S., Nishimura H., Nishihara K., Suzuki C., Kato T., Koike F. // Phys. Rev. 2009. A 79. P. 042509.
  2. O’Sullivan G., Li B., D’Arcy R., Dunne P., Hayden P., Kilbane D., McCormack T., Ohashi H., O’Reilly F., Sheridan P. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2015. V. 48. P. 144025.
  3. Marrs R., Schneider D. and McDonald J. // Rev. Sci. Instrum. 1998. V. 204.
  4. Keane C., Ceglio N., MacGowan B., Matthews D., Nilson D., Trebes J. and Whelan D. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1989. V. 22. P. 3343.
  5. Mantouvalou I., Witte K., Grötzsch D., Neitzel M., Günther S., Baumann J., Jung R., Stiel H., Kanngießer B., Sandner W. // Rev. Sci. Instrum. 2015. V. 86. P. 035116.
  6. Neu R., Fournier K., Schlögl D. and Rice J. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 1997. V. 30. P. 5057.
  7. Borneis S., Bosch F., Engel T., Jung M., Klaft I., Klepper O., Kühl T., Marx D., Moshammer R. and Neumann R. // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. P. 207.
  8. Roudskoy I. // Laser Part. Beams.1996. V. 14. P. 369.
  9. Yoshida K. et al. //Appl. Phys. Lett. 2015.V. 106. P. 121109.
  10. 10.Lebert R., Rothweiler D., Engel A., Bergmann K., Neff W. // Opt. Quant. Electron. 1996. V. 28. P. 241.
  11. Suzuki C., Koike F., Murakami I., Tamura N. and Sudo S. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2015. V. 48. P. 144012.
  12. Turck-Chieze S., Loisel G., Gilles D., Thais F., Bastiani S., Blancard C., Busquet M., Caillaud T., Cosse P., Blenski T., Delahaye F., Ducret J.E., Faussurier G., Gilleron F., Guzik J., Harris J.W., Kilcrease D.P. , Magee N.H., Piau L., Pain J.C., Poirier M., Porcherot Q., Reverdin C., Silvert V., Villette B., Zeippen C. // J. Phys.: Conf. Ser. 2011. V. 271. 012035.
  13. Turck-Chie`ze S., Gilles D., Le Pennec M., Blenski T., Thais F., Bastiani-Ceccotti S., Blancard C., Busquet M., Caillaud T., Colgan J., Cosse P., Delahaye F., Ducreta J.E., Faussurier G., Fontes C.J., Gilleron F., Guzik J., Harris J.W., Kilcrease D.P., Loisel G., Magee N.H., Pain J.C., Reverdin C., Silvert V., Villette B., and Zeippen C.J. // High Energy Density Phys. 2013. V. 9. P. 473.
  14. Dozières M., Thais F., Bastiani-Ceccotti S., Blenski T., Comet M., Condamin F., Fariaut J. , Gilleron F., Gilles D., Pain J.C., Poirier M., Reverdin C., Rosmej F., Silvert V., Soullié B. // High Energy Density Phys. 2019. V. 31. P. 83.
  15. Bailey J., Nagayama T., Loisel G., Rochau G., Blancard C., Colgan J. , Cossé P., Faussurier G., Fontes C., Gilleron F., Golovkin I., Hansen S.B., Iglesias C.A., Kilcrease D.P., Farlane J.J.M., Mancini R.C., Orban C., Pain J.-C., Pradhan A.K., Sherrill M., Wilson B.G. // Nature. 2015. V. 517. P. 56.
  16. Nagayama T., Bailey J. E., Loisel G.P. , Dunham G.S., Rochau G.A., Blancard C., Colgan J. , Coss´e Ph., Faussurier G., Fontes C.J. , Gilleron F., Hansen S.B., Iglesias C.A., Golovkin I.E., Kilcrease D.P., MacFarlane J.J., Mancini R.C., More R.M., Orban C., Pain J.-C., Sherrill M.E. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 122. P. 235001.
  17. Грабовский Е.В., Сасоров П.В., Шевелько А.П., Александров В.В., Андреев С.Н., Баско М.М., Браницкий А.В., Грицук А.Н., Волков Г.С., Лаухин Я.Н., Митрофанов К.Н., Новиков В.Г., Олейник Г.М., Самохин А.А., Смирнов В.П., Толстихина И.Ю., Фролов И.Н., Якушев О.Ф. // Письма в ЖЭТФ. 2016. Т. 103. № 5. С. 394.
  18. Grabovski E.V., Sasorov P.V., Shevelko A.P., Aleksandrov V.V., Andreev S.N., Basko M.M., Branitski A.V., Gritsuk A.N., Volkov G.S., Laukhin Ya.N., Mitrofanov K.N., Oleinik G.M., Samokhin A.A., Smirnov V.P., Tolstikhina I.Yu., Frolov I.N., Yakushev O.F. // Matter and Radiation at Extremes. 2017. V. 2. № 3. P. 129.
  19. Митрофанов К.Н., Александров В.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Фролов И.Н., Браницкий А.В., Лаухин Я.Н. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 4. С. 367.
  20. Александров В. В., Баско М. М., Браницкий А. В., Грабовский Е. В., Грицук А. Н., Митрофанов К. Н., Олейник Г. М., Сасоров П. В., Фролов И. Н. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 7. С. 613.
  21. Александров В.В., Браницкий А.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Фролов И.Н., Баско М.М. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 9. С. 847.
  22. Альбиков З.А., Велихов Е.П., Веретенников А.И., Глухих В.А., Грабовский Е.В., Грязнов Г.М., Гусев О.А., Жемчужников Г.Н., Зайцев В.И., Золотовский О.А., Истомин Ю.А., Козлов О.В., Крашенинников И.С., Курочкин С.С., Латманизова Г.М., Матвеев В.В., Минеев Г.В., Михайлов В.Н., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Певчев В.П., Перлин А.С., Печерский О.П., Письменный В.Д., Рудаков Л.И., Смирнов В.П., Царфин В.Я., Ямпольский И.Р. // Атомная энергия. 1990. Т. 68. Вып. 1. С. 26.
  23. Браницкий А.В., Олейник Г.М. // ПТЭ. 2000. № 4. С. 58.
  24. Gritsuk A.N., Aleksandrov V.V., Grabovskiy E.V., Laukhin Y., Mitrofanov K.N., Oleinik G.M., Volkov G.S., Frolov I.N., Shevel’ko A.P. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2013. V. 41. № 11. Р. 3184.
  25. Александров В.В., Волков Г.С., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Лахтюшко Н.И., Медовщиков С.Ф., Олейник Г.М., Светлов Е.В. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. № 2. С. 160–171.
  26. Скобляков А.В., Колесников Д.С., Канцырев А.В., Голубев А.А., Рудской И.В., Грицук А.Н., Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М. // Физика плазмы. 2023. T. 49. № 6. С. 558.
  27. Hollebon P., Ciricosta O., Desjarlais M.P., Cacho C., Spindloe C., Springate E., Turcu I.C.E., Wark J.S., Vinko S.M. // Phys. Rev. E. 2019.V. 100. P. 043207.
  28. Keenan R., Lewis C.L.S., Wark J.S., Wolfrum E. // J. Phys. B. 2002. V. 35. L. 447.
  29. Filter Transmission. https://henke.lbl.gov/optical_constants/filter2.html
  30. Poinern G.E.J., Ali N., Fawcett D. // Materials. 2011. V. 4. № 3. Р. 487.
  31. Pfisterer H., Politycki A., Fuchs E. // Electrochem.,1959. V. 63. P. 257.
  32. Basko M.M., Maruhn J., Tauschwitz A. // J. Comput. Phys. 2009. V. 228. № 6. P. 2175.
  33. Basko M.M. Radiation-dominated plasma in LPP EUV sources: Physical aspects and challenges for numerical modeling, Chapter 5 in Photon Sources for Lithography and Metrolog / Ed. by V. Bakshi. Bellingham, Washington: SPIE Press, P. 149.
  34. Nikiforov A.F., Novikov V.G., Uvarov V.B. Quantum-Statistical Models of Hot Dense Matter. Methods for Computation Opacity and Equation of State. 2005. Birkhauser, Basel, Switzerland. 439 p.
  35. Faik S., Basko M.M., Tauschwitz A., Iosilevskiy I., Maruhn J.A. // High Energy Density Physics. 2012. V. 8. № 4. P. 349.
  36. Faik S., Tauschwitz An., Iosilevskiy I. // Comput. Phys. Commun. 2018. V. 227. № 6. P. 117–125.
  37. Torretti F., Sheil J., Schupp R., Basko M.M., Bayraktar M., Meijer R.A., Witte1 S., Ubachs W., Hoekstra1 R., Versolato O.O., Neukirch A.J. , Colgan J. // Nature Communications. 2020. V. 11. P. 2334.
  38. Александров В.В., А Браницкий.В., Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Лаухин Я.Н., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Фролов И.Н., Баско М.М., Сасоров П.В. Исследование непрозрачности плазмы золота, создаваемой и облучаемой мощным рентгеновским излучением Z-пинча на установке “Ангара-5-1” // Cборник тезисов докладов XLVI Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, 16–20 марта 2020 г. М.: НТЦ “ПЛАЗМАИОФАН”. C. 130.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».