GENERATION OF A FLAT STATIONARY SHOCK WAVE WITH EXTREMELY HIGH PRESSURE TRANSFER TO SOLID MATTER FROM A LOW-DENSITY ABSORBER OF TERAWATT LASER
PULSE RADIATION

I. A. Belov; Белов И. А.; S. A. Bel'kov; Бельков С. А.; S. V. Bondarenko; Бондаренко С. В.; G. A. Vergunova; Вергунова Г. А.; A. Yu. Voronin; Воронин А. Ю.; S. G. Garanin; Гаранин С. Г.; S. Yu. Golovkin; Головкин С. Ю.; S. Yu. Gus'kov; Гуськов С. Ю.; N. N. Demchenko; Демченко Н. Н.; V. N. Derkach; Деркач В. Н.; N. V. Zmitrenko; Змитренко Н. В.; A. V. Ilyushechkina; Илюшечкина А. В.; A. G. Kravchenko; Кравченко А. Г.; A. A. Kuzina; Кузина А. А.; I. V. Kuz'min; Кузьмин И. В.; P. A. Kuchugov; Кучугов П. А.; A. E. Myusova; Мюсова А. Е.; V. G. Rogachev; Рогачев В. Г.; A. N. Rukavishnikov; Рукавишников А. Н.; E. Yu. Solomatina; Соломатина Е. Ю.; K. V. Starodubtsev; Стародубцев К. В.; P. V. Starodubtsev; Стародубцев П. В.; I. A. Chugrov; Чугров И. А.; O. O. Sharov; Шаров О. О.; R. A. Yakhin; Яхин Р. А.

doi:10.31857/S0044451024040126

GENERATION OF A FLAT STATIONARY SHOCK WAVE WITH EXTREMELY HIGH PRESSURE TRANSFER TO SOLID MATTER FROM A LOW-DENSITY ABSORBER OF TERAWATT LASER PULSE RADIATION

Authors: Belov I.A.¹, Bel'kov S.A.¹, Bondarenko S.V.¹, Vergunova G.A.², Voronin A.Y.¹, Garanin S.G.¹, Golovkin S.Y.¹, Gus'kov S.Y.², Demchenko N.N.², Derkach V.N.¹, Zmitrenko N.V.³, Ilyushechkina A.V.¹, Kravchenko A.G.¹, Kuzina A.A.¹, Kuz'min I.V.¹, Kuchugov P.A.²^,3, Myusova A.E.¹, Rogachev V.G.¹, Rukavishnikov A.N.¹, Solomatina E.Y.¹, Starodubtsev K.V.¹, Starodubtsev P.V.¹, Chugrov I.A.¹, Sharov O.O.¹, Yakhin R.A.²
Affiliations:
1. Russian Federal Nuclear Center All-Russian Research Institute of Experimental Physics
2. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
3. Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 165, No 4 (2024)
Pages: 581-588
Section: Articles
URL: https://journal-vniispk.ru/0044-4510/article/view/258992
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451024040126
ID: 258992

Cite item

Full Text

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The generation of a powerful laser-induced shock wave in solid matter with a long period of stationary propagation of a flat front at extremely high pressure transfer from a low-density radiation absorber of a terawatt laser pulse to solid matter has been experimentally substantiated. The experiments were performed with flat targets containing an aluminum layer of various shapes and a laser radiation absorber layer made of porous material with a density of 0.01–0.025 g/cm³. The targets were irradiated with second-harmonic Ndlaser pulses with an intensity of 10¹³–5•10¹³ W/cm². Stationary propagation of flat shock waves in the aluminum layer was recorded at a velocity of 20–30 km/s for more than 1 ns with a near-maximum pressure increase from 3–3.5 Mbar in the absorber layer to 7–10 Mbar in the aluminum layer. The result significantly advances the possibilities of precise control over the spatial-temporal dynamics of shock waves in studies of the equation of state of matter.

Keywords

shock wave, porous substance, laser plasma

References

Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, Физматлит, Москва (2008).
A. E. Bugrov, I. N. Burdonskii, V. V. Gavrilov et al., Laser and Part. Beams 17, 415 (1999).
A. Caruso, C. Strangio, S. Yu. Gusk’kov, V. B. Rozanov, Laser and Part. Beams 18, 25 (2000).
T. Hall, D. Batani, W. Nazarov et al., Laser and Part. Beams 20, 303 (2002).
Ph. Nicola¨ı, M. Olazabal-Loum´e, S. Fujioka et al., Phys. Plasmas 19, 113105 (2012).
S. Depierreux, C. Labaune, D. T. Michel et al., Phys. Rev. Lett. 102, 195005 (2009).
M. Tanabe, H. Nishimura, S. Fujioka et al., Appl. Phys. Lett. 93, 051505 (2008).
S. Yu. Gus’kov, M. Cipriani, R. De Angelis et al., Plasma Phys. Controll. Fusion 57, 125004 (2015).
R. De Angelis, F. Consoli, S. Yu. Gus’kov et al., Phys. Plasmas 22, 072701 (2015).
A. Benuzzi, M. Koenig, J. Krishnan et al., Phys. Plasmas 5, 2827 (1998).
M. Temporal, S. Atzeni, D. Batani, and M. Koenig, Euro. Phys. J. D 12, 509 (2000).
D. Batani, A. Balducci, W. Nazarov et al., Phys. Rev. E 63, 046410 (2001).
J. Limpouch, N. N. Demchenko, S. Yu. Gus’kov et al., Plasma Phys. Controll. Fusion 46, 1831 (2004).
И. А. Белов, С. А. Бельков, С. В. Бондаренко и др., ЖЭТФ 161, 403 (2022).
С. А. Бельков, С. Г. Гаранин, В. Г. Рогачев, С. Ю. Гуськов, Мощные лазеры, исследования в области физики высоких плотностей энергии, Сборник тезисов докладов XLVIII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу (2021).
S. Yu. Gus’kov, H. Azechi, N. N. Demchenko et al., Plasma Phys. Controll. Fusion 51, 095001 (2009).
С. Г. Гаранин, А. И. Зарецкий, Р. И. Илькаев и др., КЭ 35, 299 (2005).
Д. С. Корниенко, А. Г. Кравченко, Д. Н. Литвин и др., ПТЭ 2, 78 (2014).
С. А. Бельков, Г. В. Долголева, Вопросы атомной науки и техники, сер. Мат. моделирование физ. процессов 1, 59 (1992).
С. А. Бельков, С. В. Бондаренко, Е. И. Митрофанов, КЭ 30, 963 (2000).
В. Ф. Тишкин, В. В. Никишин, И. В. Попов, А. П. Фаворский, Матем. моделирование 7, 15 (1995).
С. Ю. Гуськов, В. Б. Розанов, КЭ 24, 715 (1997).
S. Yu. Gus’kov, J. Russian Laser Res. 31, 574 (2010).
M. Cipriani, S. Yu. Gus’kov, R. De Angelis et al., Laser and Part. Beams 36, 121 (2018).
Yu. V. Afanasiev and S. Yu. Gus’kov, in: Nuclear Fusion by Inertial Confinement. A Comprehensive Treatise, ed. by G. Velarde et al., CRC Press (1992), p. 99.
J. Lindl, Phys. Plasmas 2, 3933 (1995).

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

Username
Password
Remember me

Forgot password?	Register

Username
Password
Remember me

Forgot password?	Register