纤维Z箍缩研究

本论文介绍了在布拉格捷克理工大学Z-150装置上进行的纤维Z箍缩实验结果。用于驱动实验的发电机由一个电容为3e-6 F的电容器组成。在20 kV充电电压的情况下，电流峰值达到80 kA，四分之一周期为850 ns。Z箍缩由直径15微米、长度1厘米的碳纤维形成。通过大量诊断工具观察放电过程。这套全面的诊断使我们能够描述Z箍缩的整体动力学。发现击穿后形成了低密度冕等离子体，而纤维直径几乎保持不变。这种低密度冕几乎承载了约10 kA量级的全部电流。当电流建立后，冕向中心纤维内爆。内爆速度接近2e5 m/s。当内爆的冕到达纤维时，观察到dI/dt下降、电压峰值高达10 kV以及10-30 ns宽度的XUV脉冲。XUV辐射从几个亮点发射，这些亮点对应于m=0不稳定性颈缩与致密核心的相互作用。电子温度和密度分别约为80 eV和10e25每立方米。尽管纤维的存在并未显著抑制MHD不稳定性，但它们并未造成破坏。在纤维烧蚀后，即500 ns后，从电极蒸发的材料开始起主导作用。观察到的等离子体柱似乎具有MHD不稳定性，当m=0不稳定性发展时，从几个热点（尤其是在阳极附近）发射X射线脉冲。此时检测到高达30 kV的电压峰值。