Acceleration of metal flyers at the Angara-5-1 facility

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The results of flyer acceleration up to the velocity of 10 km/s at the Angara-5-1 facility at the current of 5 MA by the magnetic field pressure are presented. 1D and 2D simulation of aluminum flyer acceleration is performed. The simulation results agree with each other and with the experimental data.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. M. Oleinik

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Author for correspondence.
Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

A. V. Branitsky

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

M. P. Galanin

Keldysh Institute of Applied Mathematics, Russian Academy of Sciences

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Moscow

E. V. Grabovski

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

I. Yu. Tishchenko

National Research Nuclear University MEPhI

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Moscow

K. L. Gubskii

National Research Nuclear University MEPhI

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Moscow

А. P. Kuznetsov

National Research Nuclear University MEPhI

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. N. Laukhin

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

A. P. Lototskii

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

A. S. Rodin

Keldysh Institute of Applied Mathematics, Russian Academy of Sciences

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Moscow

V. P. Smirnov

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

S. I. Tkachenko

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research; Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow; Moscow

I. N. Frolov

Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research

Email: oleinik@triniti.ru
Russian Federation, Troitsk, Moscow

References

  1. Александров В.В., Браницкий А.В., Грабовский Е.В., Лаухин Я.Н., Олейник Г.М., Ткаченко С.И., Фролов И.Н., Хищенко К.В. // Ядерная физика и инжиниринг. 2018. Т. 9, № 2. С. 141. h ttps://doi.org/ 10.1134/S207956291706001X
  2. Альбиков З.А., Велихов Е.П., Веретенников А.И., Глухих В.А., Грабовский Е.В., Грязнов Г.М., Гусев О.А., Жемчужников Г.Н., Зайцев В.И., Золотовский О.А., Истомин Ю.А., Козлов О.В., Крашенинников И.С., Курочкин С.С., Латманизова Г.М., Матвеев В.В., Минеев Г.В., Михайлов В.Н., Недосеев С.Л., Олейник Г.М., Певчев В.П., Перлин А.С., Печерский О.П., Письменный В.Д., Рудаков Л.И., Смирнов В.П., Царфин В.Я., Ямпольский И.Р. // Атомная энергия. 1990. Т. 68. Вып. 1. С. 2 6.
  3. Koshkin D. S., Gubskiy K. L., Mikhailuk A. V., Kuznetsov A. P. // Proc. Optics and Measurement Conf. Liberec, Czech Republic, 2014. / Ed. by Jana Kovačičinová, Tomáš Vít . 2015. // SPIE Conf. Proc. 2015. V. 9442. P. 94420M. h ttps://doi.org/10.1117/12.2175923
  4. Barker L.M., Hollenbach R.E. // J. Appl. Phys. 1972. V. 43. P. 4669. h ttps://doi.org/10.1063/1.1660986
  5. Knudson M.D., Desjarlais M.P. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. P. 210904. h ttps://doi.org/10.1063/5.0050878
  6. Браницкий А. В., Грабовский Е. В., Джангобегов В. В, Лаухин Я. Н., Митрофанов К. Н., Олейник Г. М., Сасоров П. В., Ткаченко С. И., Фролов И. Н. // Физика плазмы, 2016. Т. 42. С. 342. h ttps://doi.org/ 10.7868/S0367292116040028
  7. Fortov V.E., Khishchenko K.V., Levashov P.R., Lomonosov I.V. / /Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 1998. V. 415. P. 604.
  8. Хищенко К. В. // ТВТ. 2023. Т. 61. С. 477. h ttps://doi.org/10.31857/S0040364423030134
  9. Орешкин В. И., Бакшт Р. Б., Лабецкий А. Ю., Русских А. Г., Шишлов А. В., Левашов П. Р., Хищенко К. В., Глазырин И. В. // Журн. техн. физ. 2004. Т. 74. Вып. 7. С. 38.https://journals.ioffe.ru/articles/8307
  10. Галанин М.П., Лотоцкий А.П., Родин А.С. // Дифференциальные уравнения. 2016. Т. 52, № 7. С. 927. h ttps://doi.org/ 10.1134/S0374064116070086
  11. Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математические модели механики и электродинамики сплошной среды. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.
  12. Коробейников С.Н., Олейников А.А. // Дальневосточный Мат. Жур. 2011. Т. 11. Вып. 2. С. 155.
  13. Родин А.С. // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша № 54. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2023. h ttps://doi.org/ 10.20948/prepr-2023-54
  14. Воробьев А.А., Дремин А.Н., Канель Г.И. // ПМТФ. 1974. № 5. С. 94.
  15. Lemke R.W., Knudson M.D., Hall C.A., Haill T.A., Desjarlais P.M., Asay J.R., Mehlhorn T.A. // Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 1092. h ttps :// doi. org /10.1063/1.1554740
  16. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Физматлит, 2008.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of one of the variants of the central part of the concentrator. The arrows show the current flow, the solid black rectangle is the rod. On the left is without LiF, section and top view. On the right is with a 3 mm thick LiF crystal, section.

Download (155KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Three shadow images of laser probing of a striker with a LiF crystal; the interval between the first and second frames is 63.3 ns, between the second and third – 58.5 ns. The direction of propagation of the compression wave and its localization are shown by arrows. The initial position of the striker is on the right, where the arrows begin.

Download (155KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Shift X in vacuum (without LiF) of the back surface of the striker at different moments in time according to the results of laser probing. Vertically – shift of the back surface of the striker, horizontally – the moment of probing time. The results obtained in one shot are connected by segments. The sizes of the rectangles correspond to the errors.

Download (186KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The result of measuring the velocity of a certain point on the back surface of the striker using two interferometers: a quadrature-differential unequal-arm interferometer (QDI) and a quadrature unequal-arm interferometer with an additional channel for monitoring the intensity at the input (QDI) with different delay lines (delay line QDI – 1280 m/s/strip, QDI – 7730 m/s/strip).

Download (130KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Evolution of (a) the position and (b) the velocity of different layers of the striker: 1 – rear surface of the striker; 2 – central layer (x = h0 /2) and 3 – front surface of the striker.

Download (110KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Evolution of (a) temperature and (b) density in different layers of the striker: 1 – rear surface of the striker; 2 – central layer (x = h0 /2) and 3 – front surface of the striker.

Download (166KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Evolution of (a) pressure and (b) current density in different layers of the striker: 1 – rear surface of the striker; 2 – central layer (x = h0 /2) and 3 – front surface of the striker.

Download (72KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Distribution of (a) temperature and (b) pressure across the thickness of the striker at different moments in time: 1 – 80; 2 – 160; 3 – 200; 4 – 240; 5 – 340 and 6 – 480 ns; horizontal lines: temperatures of 7 – melting and 8 – boiling of aluminum at atmospheric pressure. The coordinate of the front surface of the striker is 900 μm, the rear surface is 0 μm.

Download (105KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Computational domain. Half of the cross-section of the device.

Download (50KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Speed ​​(Vsurf), density (Dens), temperature (Temp) of a point located on the axis of symmetry on the back surface of the striker for two models. The numbers in the legends indicate the model number.

Download (108KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Distribution of density on the anode section at times of 200 ns (left), 300 ns (center) and 400 ns (right) for calculation 2. On the Ox axis at the initial time, the striker occupied an area from 4 mm to 5 mm.

Download (243KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Distributions of velocity (Vх), density (Dens), temperature (lg _ T) at different moments of time for calculation 2. Numbers in the legends are time in ns. Horizontally – coordinate of the calculation area, on the OX axis at the initial moment of time the striker occupied an area from 4 mm to 5 mm. Temperature is measured in Kelvin.

Download (498KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Processing of the results of one shot #6133 with a LiF crystal. Dependence of the displacement of the reflecting surface on time (line) based on the results of interferometry and three points of displacement for three frames in Fig. 2 based on the results of shadow laser probing.

Download (132KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».