Small Plasma Focus Studied as a Source of Hard X-ray

An experimental study on hard X-ray pulses emitted by a small plasma focus is performed, regarding its application to biological radiographs in fast dynamic situations. It is found that the radiation intensity in a single shot is high enough to obtain fine resolution radiographs in very short exposures (about 10 ns). As an example, a radiograph on a live mouse is shown. It is found that the relation between responses of different detectors, i.e., thermoluminescence dosimeters and scintillator-photomultiplier, is linear.Fil: Castillo Mejía, Fermín. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Pouzo, Jorge Osvaldo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Santiago, Martin Alejo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; Argentin

Dense plasma focus PACO as a hard X-ray emitter: a study on the radiation source

The radiation in the X-ray range detected outside the vacuum chamber of the dense plasma focus (DPF) PACO, are produced on the anode zone. The zone of emission is studied in a shot-to-shot analysis, using pure deuterium as filling gas. We present a diagnostic method to determine the place and size of the hard X-ray source by image analysis of high density radiography plates.Fil: Supán, L.. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Guichón, S.. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Niedbalski, Jorge Julio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Acuña, H.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; ArgentinaFil: Malamud, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; Argentin

Evidences of Thermal and Non-Thermal Mechanisms coexisting in a Dense Plasma Focus D-D nuclear reactions

Dense plasma foci are the most efficient devices in the production of fast neutrons proceeding from deuterium nuclear fusion reactions. This work deals with experiments in a small plasma focus machine and attempts to distinguish neutrons of thermal origin from non-thermal neutrons, and the search for possible sources of both. Soft x-rays emitted by bremsstrahlung in a plasma focus were experimentally studied, using a multiple pin-hole camera with different aluminum absorbers in each hole. This method allows one to obtain the time-integrated soft x-ray image, as well as an estimation of the mean electronic temperature. The time-resolved soft x-ray intensity is registered with a filtered p-intrinsic-n (PIN) diode detector, shielded with a beryllium sheet. The time-resolved hard x-ray intensity (associated with particle acceleration) was registered using a plastic scintillator coupled to a fast photomultiplier tube. With a similar system, the time-resolved neutron emission is also registered. From the soft x-ray photographic studies, bright points with temperatures two or three times higher than the bulk plasma temperature are observed. These bright points (one or two per focus) can reach temperatures of over 7 keV, and their formation seems to correlate with successive necking produced by m = 0 instabilities in the pinch column. Time-integrated and time-resolved measurements of neutron yield, performed in comparison with time-resolved measurements of soft and hard x-ray radiation, show the different influence of thermal and non-thermal mechanisms in the nuclear fusion reactions.Fil: Castillo, F.. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pouzo, Jorge Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; Argentin

Images of a plasma focus current sheath with a continuous cylindrical outer electrode

Images of the roll-off, radial compression, final pinch, and after pinch stages of the current sheath (CS) of the dense plasma focus PACO (plasma autoconfinado) whose outer electrode is a brass cylindrical shell are shown. The different stages of the current sheath were measured with an image converter camera, 5-ns exposure time. The images of the CS evolution look similar to those previously obtained with an array of bars as cathode, as well as neutron yields and working pressures.Fil: Milanese, Maria Magdalena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones En Física E Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Cortázar, Osvaldo Daniel. Universidad de Castilla-la Mancha; EspañaFil: Barbaglia, Mario Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones En Física E Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil. Centro de Investigaciones En Física E Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Dispositivo Plasma Focus como fuente pulsada de neutrones de fusión D-D para identificación de nucleidos por activación neutrónica: primeros resultados

La activación por captura neutrónica de núcleos atómicos componentes de sustancias y el subsiguiente registro del espectro de radiación gamma instantánea y/o de decaimiento temprano característico emitida por los mismos, constituye una técnica de análisis no destructivo y extremadamente sensible que posibilita tanto identificarlos como determinarlos cuantitativamente. Para esta finalidad, se requiere irradiarlos con haces de neutrones cuyas energías estén típicamente comprendidas en los rangos térmicos y epitérmicos. Para un gran número de nucleidos y sus correspondientes isótopos estos rangos energéticos permiten maximizar la sección eficaz de captura nuclear. En la práctica, se recurre corrientemente al empleo de fuentes de neutrones constituidas por radioisótopos (naturales y artificiales) de relativamente alta actividad y largo tiempo de vida de decaimiento (226Ra-9Be, 252Cf, etc), que son difícilmente asequibles y de manipulación peligrosa o bien a instalaciones que por sus dimensiones físicas y complejidad estructural resultan de imposible traslado (reactores nucleares de investigación, aceleradores de partículas, etc.). En esta comunicación se presentan primeros resultados del empleo de un dispositivo plasma focus de relativamente baja energía operativa (2kJ, 31kV) como fuente generadora y transportable de haces de neutrones de fusión D-D (2.45 MeV) para el análisis de sustancias "in situ" por activación. Se muestra un simple espectro conteniendo la línea de emisión característica de 446.8 keV del isótopo 110Ag resultante de la reacción nuclear 109Ag(n,e,neutrino, gamma)110Ag que es activada por irradiación de una muestra de Ag natural con neutrones moderados producidos a partir de los energéticos que proporciona el dispositivo plasma focus. La emisión es registrada mediante un sistema convencional para espectroscopía gamma basado en un cristal de NaI(Tl)-Fotomultiplicador acoplado a un circuito amplificador y de adquisición de datos multicanal controlado por software.Fil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Niedbalski, Jorge Julio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Barbaglia, M.. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; ArgentinaFil: Mayer, R.. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; ArgentinaFil: Supán, L.. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; ArgentinaFil: Guichon, Santiago. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentin

On probable fusion mechanism in a Mather-Type plasma focus

An experimental study on plasma focus fusion mechanisms is presented in this paper. Simple diagnostic techniques such as current derivative, voltage, and time-integrated neutron detectors are used. This paper allow us to obtain information and fusion mechanisms present in a medium energy plasma focus [ Auto Confined (PACO), 2 kJ, 31 kV, and T = 2,9µs ]. La current sheet (CS) inductance is calculated through the anode voltage and current derivative signals, for some 80 shots performed within the pressure range 0.8-2.1 mbar of deuterium. It is concluded that the CS inductance is consistent with the behavior of a unique plasma sheet moving between two coaxial electrodes. From the information collected, it is concluded that the main fusion mechanism in this device is the beam-target one.Fil: Bruzzone, Horacio Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata; ArgentinaFil: Barbaglia, Mario Oscar. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Acuña, Hugo Néstor. Universidad Nacional de Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; ArgentinaFil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; ArgentinaFil: Guichón, Santiago. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentin

Spatial structure and energy spectrum of ion beams studied with CN detectors within a small PF device

The paper reports the application of Solid-State Nuclear Track Detectors to study the pulsed plasma-ion streams emitted from plasma-focus (PF) type discharges, which were performed within a low-energy PACO device constructed at Instituto de Fisica Arroyo Seco. The PACO device was operated under static initial gas conditions or with dynamic gas puffing. Studies of the structure of the fast deuteron beams were carried out within an energy range from 80 keV to about 2 MeV. Studies of ion energy and an ion angular distribution were also performed. The measurements showed that the fast deuterons are emitted in many "narrow" micro-beams, as in other larger PF devices. The anisotropy of the deuteron angular distribution was explained by the stochastic character of the formation of local ion sources within the PF discharge column.Fil: Skladnik-Sadowska, E.. No especifíca;Fil: Baranowski, J.. No especifíca;Fil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Pouzo, Jorge Osvaldo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Sadowski, M.. No especifíca;Fil: Zebrowski, J.. No especifíca

Stability of expanded austenite, generated by ion carburizing and ion nitriding of AISI 316L SS, under high temperature and high energy pulsed ion beam irradiation

Expanded austenite can be generated on austenitic stainless steels either by ion carburizing or ion nitriding. In both cases the resulting fcc crystal structure, supersaturated with nitrogen or carbon, is strongly hardened with improved wear-resistance, while maintaining the original resistance to corrosion. In this work, we have studied the stability of expanded austenite, generated by ion nitriding and ion carburizing on AISI 316L SS with N and C, under: a—high temperature (225 °C – 504 °C), and b—under irradiation with high energy (30 keV – 500 keV), high fluence (~ 1015 cm− 2), short duration (~ 400 ns) light (deuterium and helium) ion beams. It was found that expanded austenite is stable below 325 °C. Between 325 °C and 504 °C expanded austenite lattice parameter presents gradual reduction with increasing temperature. We observed microstructural changes related only to the temperature treatment. We did not observe any microstructure change due to the duration of the heat treatment. Over 504 °C, the lattice parameter returns to the material's austenite original parameter. On the other hand, when irradiated with pulsed ion beams, a gradual reduction of the lattice parameter corresponding to the expanded austenite with the number of pulses was observed. This behavior can be explained through the thermal shock induced on the surface by each beam, consisting in fast heating followed by fast cooling that induces the gradual exo-diffusion of N (or C). Nevertheless, after 20 ion pulses, a final lattice parameter slightly higher than the corresponding to the original austenite was found as stable limit. This residual expansion can be attributed to partial amorphization of the first few micrometers that induces stresses on the crystals of austenite which are closer to the surface layers.Fil: García Molleja, J.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Instituto de Física de Rosario (i); ArgentinaFil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil; ArgentinaFil: Piccoli, M.. Università Roma Tre. Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale; ItaliaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil; ArgentinaFil: Niedbalski, Jorge Julio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil; ArgentinaFil: Nosei, L.. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura. Instituto de Mecánica Aplicada y Estructuras; ArgentinaFil: Burgi, Juan Mauel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Instituto de Física de Rosario (i); ArgentinaFil: Benporad, E.. Università Roma Tre. Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale; ItaliaFil: Feugeas, Jorge Nestor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Rosario. Instituto de Física de Rosario (i); Argentin

Behavior of nitrided and carburized AISI 904-L stainless steels under severe light ion beam irradiation with plasma focus

Superaustenitic stainless steels have become of growing interest in industrial and technological fields, but there is not a complete understanding on their fundamental properties and their performances. For this paper, AISI 904-L superaustenitic samples were nitrided and carburized in order to study the expanded austenite stability under severe deuterium and helium ion bombardment. Surface treatments were conducted using pulsed plasma glow discharges in a low pressure atmosphere, and a dense plasma focus device was used to irradiate the samples. Characterization techniques used were focused ion beam/SEM, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and grazing incidence X-ray diffraction. Our results showed in carburized samples lattice expansion growth with the time treatment, but in nitrided samples, an expanded austenite reduction with time treatment was observed due to the formation of nitride nanoagglomerates. Moreover, this ion impingement provoked surface melting and a severe collision cascade, and a damaged bead located under the craters composed solely of minor alloying atoms. Furthermore, nitrided samples were more stable following ion bombardment than the carburized ones. When helium ions were used, the loss of expansion (triggered by diffusion processes of N or C to deeper regions) was more pronounced in the expanded austenite, but when deuterium ions were used to bombard the sample, there was a crystallite development of stressed austenite, which provoked a diffraction peak arousal at 43.3°.Fil: García Molleja, Javier. Universite de Nantes; Francia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Milanese, Maria Magdalena. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gomez, Bernardo Jose Armando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Moroso, Roberto Luis. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Piccoli, M.. Università di Roma; ItaliaFil: Niedbalski, Jorge Julio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Fisica Arroyo Seco; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Burgi, Juan Mauel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; ArgentinaFil: Bemporad, E.. Università di Roma; ItaliaFil: Feugeas, Jorge Nestor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Física de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Instituto de Física de Rosario; Argentin