Изучение плотной плазмы методом электровзрыва фольг (по материалам кандидатской диссертации)

Аннотация

На основании анализа результатов расчетов термодинамических функций неидеальной плазмы свинца, выполненных в рамках химической модели, и их детального сравнения с экспериментальными данными, полученными в недавних экспериментах по электровзрыву фольг, проведено исследование термодинамических свойств неидеальной плазмы. Помимо этого, рассмотрены некоторые методические вопросы, связанные с развитием этого экспериментального метода генерации и диагностики неидеальной плазмы.

Использовалась химическая модель плазмы, основанная на разложении большого термодинамического потенциала в ряд по степеням активностей. При этом изучались свойства плазмы свинца со степенью ионизации и параметром кулоновской неидеальности ~ 1. На основании сравнения результатов расчетов с экспериментальными данными показано, что эта химическая модель имеет весьма широкую область применимости и качественно описывает поведение термодинамических функций флюида свинца в широком интервале давлений (сверхкритических) и удельных объемов начиная от значений объема, сопоставимых с критическим объемом перехода жидкость-газ (и при больших значениях). Обнаружено, что имеется интервал удельных объемов, в котором вклад от возбужденных состояний атомов и ионов в энергию плазмы максимален и для этого интервала модель существенно занижает этот вклад. Установлено, что значения электропроводности неидеальной плазмы свинца, измеренные при значениях параметра неидеальности ~ 1 в экспериментах с взрывающимися фольгами, хорошо согласуются с измерениями электропроводности неидеальной плазмы инертных газов в экспериментах с ударными волнами, что позволяет оценить точность экспериментальных данных для такой плазмы, а также точность теоретических расчетов её электропроводности [1].

Получено аналитическое решение задачи теплопроводности, которое описывает температурный профиль вблизи поверхности образца в экспериментах по электровзрыву фольг (возникающий из-за теплопроводности в окружающую среду), и которое позволило оценить погрешность пирометрических измерений температуры в этих экспериментах [2].

Получено приближенное аналитическое решение нестационарной задачи о деформации четверти упругого пространства, на одну из поверхностей которого действует равномерное внешнее давление, меняющееся по заданному закону, а другая поверхность свободна. Это решение позволяет оценить влияние упругих волн от краев оконных блоков на результаты интерферометрических измерений объема образца и давления в экспериментах по электровзрыву фольг [3].

1. А.В. Иванов, А.Д. Рахель, А.С. Шумихин. Термодинамические функции и электропроводность неидеальной плазмы // ЖЭТФ. – 2026. Том 170, вып. 3 (9), стр. 1–13.

2. A. V. Ivanov, A. M. Kondratyev, A. D. Rakhel Melting curve of graphite and thermophysical properties of graphite and liquid carbon in the vicinity of this curve// Physical Review B. – 2026. – Vol. 113. – № 1. – P. 014117.

3. A. V. Ivanov, A. D. Rakhel. Waves generated at the lateral surfaces of an elastic block due to a time-varying homogeneous external pressure applied to its frontal surface // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. – 2025. – Vol. 481, – P. 2321

Скачать автореферат

Возврат к списку