koz"Вестник Северо-Казахстанского университета имени Манаша Козыбаева"Bulletin of Manash Kozybayev North Kazakhstan University2958-003X2958-0048М. Қозыбаев атындағы СҚУkoz-143Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЫ И ЭКСПЕРИМЕНТ НА УСТАНОВКЕ ПЛАЗМЕННЫЙ ФОКУСEVALUATION OF PLASMA PARAMETERS AND EXPERIMENTS ON THE PLASMA FOCUSЖукешовА. М.ZhukeshovA. M.

г.Алматы

Almaty

ИбраевБ. М.IbraevB. M.

г. Астана

Astana

УсеиновБ. М.UseinovB. M.

г. Петропавловск

Petropavlovsk

Национальная нанотехнологическая лаборатория, КазНУ им. аль-ФарабиКазахстанNational nanotechnology laboratory, KazNU.al-FarabiKazakhstanНАК КазатомпромКазахстанNAC KazatompromKazakhstanСКГУ им. М. КозыбаеваКазахстанNKSU named after M. KozybaevKazakhstan20181108202104 (41)216223Copyright © Жукешов А.М., Ибраев Б.М., Усеинов Б.М., 20212021Жукешов А.М., Ибраев Б.М., Усеинов Б.М.Zhukeshov A.M., Ibraev B.M., Useinov B.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.ku.edu.kz/jour/article/view/143

В данной работе ставится задача расчета параметров плазмы при работе установки в режиме с ПФ и постановки эксперимента по замене коаксиальных цилиндрических электродов на геометрию плазменного фокуса. Расcчитаны фундаментальные параметры фокуса, показаны результаты предварительной оценки условий формирования плазменного фокуса. Определено максимальное значение температуры и концентрации электронов по формулам электродинамической модели. Расчеты по электродинамической модели показывают зависимость концентрации электронов от радиуса анода. Также установлено, что на увеличение электронной температуры влияет увеличение силы тока, но при этом время импульса уменьшается. Получены данные, позволяющие определять значения электронной температуры при изменении радиуса анода от 0,25 см до 2,25 см. Показано, что при разрядном токе в килоамперном диапазоне ожидается вполне измеряемый нейтронный выход, а также достаточно высокие величины температуры и плотности, характерные для горячей плазмы. Показана зависимость тока разряда от величины напряжения. Проведённые эксперименты показали, что динамические параметры плазмы, если не принимать меры по существенному снижению индуктивности системы, недостаточны для сильного сжатия пинча.

In this article, the problem of calculation of plasma parameters during the operation of the installation in the mode of Plasma Focus and setting an experiment on the replacement of coaxial cylindrical electrodes on the geometry of the plasma focus is posed. The fundamental parameters of the focus are calculated and the results of preliminary assessment of the plasma focus formation conditions are shown. The maximum value of temperature and electron concentration is determined by the formulas of the electrodynamic model. Calculations using the electrodynamic model show the dependence of the electron concentration on the anode radius. It is also found that an increase in the electron temperature is affected by an increase in the current, but the pulse time decreases. The obtained data allow to determine the values of the electron temperature if you change the radius of the anode from 0.25 cm to 2.25 cm, it is Shown that when the discharge current in the range kiloampere expected measurable neutron output, as well as sufficiently high values of temperature and density characteristic of hot plasma. The dependence of the discharge current on the voltage is shown. The experiments have shown that the dynamic parameters of the plasma, if not to take measures to significantly reduce the inductance of the system, are insufficient for strong pinch compression.

плазменный фокусразрядный токиндуктивность системыэлектродинамические параметрыгеометрия плазменного фокусатемпература концентрацииразмеры электродовсжатие пинчаplasma focus discharge currentthe inductance of the systemelectrodynamic parametersgeometry of plasma focustemperatureconcentrationelectrode sizecompression of the pinchReferencesПетров Д.П., Филиппов Н.В., Филиппова Т.И., Храбров В.А. Мощный импульсный газовый разряд в камерах с проводящими стенками // В сб. Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций. – Изд. АН СССР. – 1958. – Т. 4. – С. 170– 181.Петров Д.П., Филиппов Н.В., Филиппова Т.И., Храбров В.А. Мощный импульсный газовый разряд в камерах с проводящими стенками // В сб. Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций. – Изд. АН СССР. – 1958. – Т. 4. – С. 170– 181.Мathеr J.W. Formation of the high–density deuterium plasma focus //Phys. Fluids.–1965. – Vol. 8. – Р. 366.Мathеr J.W. Formation of the high–density deuterium plasma focus //Phys. Fluids.–1965. – Vol. 8. – Р. 366.Filippov N.V., Filippova T.I., Khutoretskaia I.V., Mialton V.V., Vinogradov V.P. Megajoule Scale Plasma Focus as Efficient X– ray Source // Physics Letters A. – 1996. – № 211. – Р. 168– 171.Filippov N.V., Filippova T.I., Khutoretskaia I.V., Mialton V.V., Vinogradov V.P. Megajoule Scale Plasma Focus as Efficient X– ray Source // Physics Letters A. – 1996. – № 211. – Р. 168– 171.Gribkоv V.А. Feasibility study for developing a hybrid reactor, based on the DPP – device// Atomkernеnergie / Kerntechnik. – 1980. – Vol. 36, No3.–Р. 167.Gribkоv V.А. Feasibility study for developing a hybrid reactor, based on the DPP – device// Atomkernеnergie / Kerntechnik. – 1980. – Vol. 36, No3.–Р. 167.Lerner E.J., Murali S.K. and Hapoub A. Theory and Experimental Program for p– B11 Fusion with the Dense Plasma Focus // Journal of Fusion Energy. – 2011. – Vol. 30, Is.5. –Р. 367–376.Lerner E.J., Murali S.K. and Hapoub A. Theory and Experimental Program for p– B11 Fusion with the Dense Plasma Focus // Journal of Fusion Energy. – 2011. – Vol. 30, Is.5. –Р. 367–376.Zakaullah M., Alamgir K., Shafig M. Low– energy plasma focus as a Tailored X–ray source // Journal of Fusion Energy. – 2000.– Vol. 19, No. 2, – P. 143.Zakaullah M., Alamgir K., Shafig M. Low– energy plasma focus as a Tailored X–ray source // Journal of Fusion Energy. – 2000.– Vol. 19, No. 2, – P. 143.Baimbetov F.B., Zhukeshov A.M. and Amrenova A.U. Dynamics of Plasma Flow Formation in a Pulsed Accelerator Operating at a Constant Pressure //Technical Physics Letters.– 2007. – Vol. 33, No. 1. – Р. 77–79.Baimbetov F.B., Zhukeshov A.M. and Amrenova A.U. Dynamics of Plasma Flow Formation in a Pulsed Accelerator Operating at a Constant Pressure //Technical Physics Letters.– 2007. – Vol. 33, No. 1. – Р. 77–79.Zhukeshov A.M., Amrenova A.U., Gabdullina A.T., Ibraev B.M. A plasma Formation in Pulsed Coaxial Gun at Continuously Filling Regime // American Journal of Physics and Applications. – 2013. – Vol. 1, No. 1. – Р. 5–9.Zhukeshov A.M., Amrenova A.U., Gabdullina A.T., Ibraev B.M. A plasma Formation in Pulsed Coaxial Gun at Continuously Filling Regime // American Journal of Physics and Applications. – 2013. – Vol. 1, No. 1. – Р. 5–9.Eric J. Lerner, Syed M. Hassan, IvanaKaramitsos, and Fred Von Roessel //Confined ion energy >200 keV and increased fusion yield in a DPF with monolithictungsten electrodes and pre–ionization. Physics of Plasmas 24, 102708 (2017); doi: 10.1063/1.4989859.Eric J. Lerner, Syed M. Hassan, IvanaKaramitsos, and Fred Von Roessel //Confined ion energy >200 keV and increased fusion yield in a DPF with monolithictungsten electrodes and pre–ionization. Physics of Plasmas 24, 102708 (2017); doi: 10.1063/1.4989859.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.