Axial coil accelerator of plasma ring in the atmospheric pressure air

An axial coil accelerator for acceleration of plasma formation having intrinsic magnetic field in the atmosphere is designed. A problem of a round plasma formation in the atmospheric pressure air is solved by electrical wire explo-sion where an initial form of an exploding wire corresponded to a ring. A vortex current into the created plasma ring is inducted by the coil accelerator to generate intrinsic magnetic field of the plasma formation. This process is syn-chronized with reduction in the magnetic coupling between the plasma formation and the accelerator coil during the acceleration.Розроблена техніка створення та прискорення плазмового формування з власним магнітним полем в атмосферному середовищі. В основу розробленої техніки покладено формування газоплазмового середовища у вигляді кільця в атмосферному середовищі шляхом електричного вибуху провідника у вигляді кільця, подальшого індукування вихрового струму в газоплазмовому середовищі за допомогою індукційного прискорювача та забезпечення умов для накопичення енергії магнітного поля в плазмовому формуванні шляхом його електродинамічного прискорення, що забезпечує послаблення магнітного зв’язку між плазмовим формуванням та індуктором прискорювача.Разработана техника создания и ускорения плазменного формирования с собственным магнитным полем в атмосферной среде. В основу разработанной техники положено формирование газоплазменной среды в виде кольца в атмосферной среде путем электрического взрыва проводника в виде кольца, последующего индуцирования вихревого тока в газоплазменной среде при помощи индукционного ускорителя и обеспечение условий для накопления энергии магнитного поля в плазменном формировании путем его электродинамического ускорения, что обеспечивает ослабление магнитной связи между плазменным формированием и индуктором ускорителя

Laser-generated toroidal helium plasmas

This dissertation is an experimental study of laser-generated, atmospheric pressure, transient toroidal helium plasmas.The formation mechanism of these toroidal plasmas is identified and an estimate of their main plasma parameters is obtained. Furthermore, preliminary experiments are presented, aimed at heating these plasmas by absorption of microwave radiation, in order to counteract their transient nature.Through a tomographic reconstruction, cross-sectional images of the toroidal plasma are obtained, visualising the fluid flow responsible for the generation of the toroidal structure. The origin of the flow is traced back to the structure of the plasma kernel. The shocks generated by this kernel interact akin to a Mach reflection and generate a low pressure region whose replenishment transforms the plasma into a toroid. Schlieren imaging, complemented with a novel scanning-probe technique, and thermodynamic modelling, as well as deliberately breaking the flow symmetry, confirm the formation mechanism. A high-power, sub-microsecond rise time, pulsed magnetron source has been designed for the microwave heating experiments. Its detailed design and the effect of the microwave pulse on the plasma are discussed.This work is part of a larger study on self-organising knotted magnetic structures in plasma, which may find their application in nuclear fusion and astrophysical research. Quantum Matter and Optic