Studies of x-ray radiation on the Plasma Focus Facility PF-3

The investigation of the spectral and amplitude characteristics of the X-ray radiation of the plasma focus facility PF-3 (Wmax= 2.8 MJ) has been done. A diagnostics set for X-ray measurements is described. The total energy radiated from the pinch in the spectral range 0.4 - 1.5 keV at the stored energy up to 1 MJ is ~ 10 kJ. Registration of the X-ray radiation spectral structure in the Ne-discharge within the long wavelength spectrum part (~ 100 - 300 eV) have been first done at PF-3-facility. Conclusion about necessity to take into account this spectral range in the total balance of radiation energy has been done.Проведено дослідження спектральних і амплітудних характеристик рентгенівського випромінювання плазмовофокусної установки ПФ-3 (Wмакс= 2.8 МДж) у трьох спектральних діапазонах. Описано діагностичний комплекс для вимірювання рентгенівського випромінювання. Повна енергія, що випромінюється пінчем у спектральному діапазоні 0.4 – 1.5 кеВ при енергії накопичувача до 1 МДж, складає ~ 10 кДж. Вперше на установці ПФ-3 проведено спектральні вимірювання випромінювання у довгохвильовій частині спектру 100-300 еВ при розрядах у неоні. Зроблено висновок про необхідність врахування цього діапазону у загальному енергетичному балансі випромінювання.Проведены исследования спектральных и амплитудных характеристик рентгеновского излучения плазмофокусной установки ПФ-3 (Wмакс= 2.8 МДж) в трех спектральных диапазонах. Описан диагностический комплекс для измерения рентгеновского излучения. Полная энергия, излучаемая пинчом в спектральном диапазоне 0.4 – 1.5 кэВ при энергии накопителя до 1 МДж, составляет ~ 10 кДж. Впервые на установке ПФ-3 проведены спектральные измерения излучения в длинноволновой части спектра 100-300 эВ при разрядах в неоне. Сделан вывод о необходимости учета этого диапазона в общем энергетическом балансе излучения

Studies of light liner compression dynamics in plasma focus

The study is devoted to the investigation of plasma focus systems as a driver for magnetic compression of liners. The experiments on the comparative analyse of the foam and multiwired liners compression were done on the Filippov-type plasma focus facility PF-3. The compression of the light (linear mass 0.3-0.6 mg/cm) liners with velocity (2-3).10⁶ cm/s was obtained. It is shown that under conditions of considerable radiation fluxes at the usage of strongly-radiating working gases a preliminary heating of the target can be attained. This results in acceleration of the transition of initially – condensed substance into plasma state, that assists in overcoming “cool start” problem.Робота присвячена дослідженню плазмового фокусу (ПФ) в ролі драйверa для магнітного обтиснення лайнерів. Проведено експерименти з порівняльного аналізу стиснення пінних й багатодротових лайнерів на установці типу Філіппова ПФ-3. Отримано стиснення лайнерів з погонною масою 0.3-0.6 мг/см зі швидкостями (2-3).10⁶ см/с при амплітуді розрядного струму 2 МА. Показано, що в умовах значних радіаційних потоків при використанні сильновипромінюючих робочих газів може бути здійснений попередній нагрів мішені. Це призводить до прискорення переходу первісно конденсованої речовини у плазмовий стан, що дає змогу подолати проблему «холодного старту».Работа посвящена исследованию плазменного фокуса (ПФ) в качестве драйвера для магнитного обжатия лайнеров. Проведены эксперименты по сравнительному анализу сжатия пенных и многопроволочных лайнеров на установке типа Филиппова ПФ-3. Получено сжатие лайнеров с погонной массой 0.3-0.6 мг/см со скоростями (2-3).10⁶ см/с при амплитуде разрядного тока 2 МА. Показано, что в условиях значительных радиационных потоков при использовании сильноизлучающих рабочих газов может быть осуществлен предварительный нагрев мишени. Это приводит к ускорению перехода первоначально конденсированного вещества в плазменное состояние, что способствует преодолению проблемы “холодного старта ”

Laser shadow and interferometric investigation of the structure and dynamics of plasma in PF-3 facility

The work presents the laser investigation of a plasma focus discharge in neon. This investigation was done in connection with the recently discussed possibility of the use of such type of discharges for the creation of the soft X-ray source and its application for the compression of the solid targets (liners). Some features of a plasma focus discharge in 2.8 MJ Plasma Focus such as a complicated structure of current-plasma sheath (CPS), its relation to soft X-ray (SXR) pulse emitted from a pinching region were studied by developed laser diagnostics.У роботі представлене лазерне дослідження плазмово-фокусного розряду в неоні на установці ПФ-3. Дослідження були виконані в зв'язку з обговорюваною останнім часом можливістю використання такого типу розрядів для створення могутніх джерел м'якого рентгенівського випромінювання і їх застосування для стиску твердих мішеней (лайнерів). Деякі особливості плазмово-фокусного розряду в установці ПФ-3 такі, як складна структура струмо-плазмової оболонки і її зв'язок із властивостями імпульсу м'якого рентгенівського випромінювання, випромінюваного з області пінчування плазми, досліджені за допомогою розробленої лазерної діагностики.В работе представлено лазерное исследование плазмофокусного разряда в неоне на установке ПФ-3. Исследования были выполнены в связи с обсуждаемой в последнее время возможностью использования такого типа разрядов для создания мощных источников мягкого рентгеновского излучения и применения их для сжатия твердых мишеней (лайнеров). Некоторые особенности плазмофокусного разряда в установке ПФ-3 такие, как сложная структура токово-плазменной оболочки и ее связь со свойствами импульса мягкого рентгеновского излучения, излучаемого из области пинчевания плазмы, исследованы с помощью разработанной лазерной диагностики