真空中单丝电爆炸初始阶段能量沉积过程的实验研究

摘要

单丝电爆炸在很多物理领域有重要的应用,例如:丝阵Z箍缩、X射线源、极端条件下物质状态研究等.单丝电爆炸初始阶段形成了由低密度、高温度的冕层等离子体包围高密度、低温度的丝核的二元结构.在电压崩溃之前,能量主要沉积在金属丝内.金属丝的沉积能量对于核-冕结构的演化和发展有重要影响.在本文中,开展了铝丝电爆炸实验,着重研究了初始阶段能量沉积过程.真空腔的气压由分子泵抽至10-2Pa,以防止气体的击穿.通过控制外电路参数,产生幅值～1kA,上升率80-170A/ns的负极性电流脉冲.通过重构阻性电压和电流,计算了沉积能量.并且分析了电流上升率对能量沉积过程的影响.能量沉积过程与一维磁流体力学模型计算结果做了对比.开展了光学诊断研究,阴影图像展示了金属丝能量沉积的结构和高密度区域膨胀的过程.