Динамика гиперзвуковых ударных волн, генерируемых при лазерном ускорении тонкопленочных мишеней в лазерной ударной трубе и свободном пространстве

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследована динамика сильных плоских ударных волн, генерируемых при ускорении тонких полимерных СН пленок аблиционным давлением плазмы, создаваемой УФ импульсами излучения KrF лазера (100 Дж & 100 нс) в гиперзвуковой лазерной ударной трубе квадратного сечения 7 × 7 мм и длиной 50 мм. При плотности энергии падающего излучения 70 Дж/см2 и интенсивности 0.7 ГВт/см2 скорость ударных волн в воздухе при атмосферном давлении 2.6 км/с (число Маха М = 8.2) – сохранялась по мере распространения в лазерной ударной трубе, а в режиме удержания лазерной плазмы прозрачной пластиной из кварца увеличивалась еще на 30–50 %. Показано, что время квазистационарного распространения ударных волн в лазерной ударной трубе ∼ 20 мкс – определяется плотностью энергии лазерного импульса, сообщаемой плазменному поршню. Для сравнения, скорость ударных волн в свободном пространстве быстро затухала за счет бокового расширения газа, когда фронт ударных волн приобретал форму полусферы.

Об авторах

В. Д. Зворыкин

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Email: zvorykin@sci.lebedev.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Гидродинамические неустойчивости в мишенях инерционного термоядерного синтеза, монография под ред. Н.В. Невмержицкого, ФГУП “РФЯЦВНИЭФЭ”, Саров (2024), 414 с.
  2. Н. А. Фомин, Инженерно-физический журнал 83(6), 1058 (2010)
  3. G. S. Balan and S. A. Raj, International Journal of Impact Engineering 172, 104406 (2023); doi: 10.1016/j.ijimpeng.2022.104406.
  4. Y. Kang, J. Wang, S. Zhang, D. Wang, T. Ma, and H. Wei, A Review of the Development of Shock Tubes for Simulating Blast Waves, 2023 IEEE 16th International Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI), Harbin, China (2023), p. 416; doi: 10.1109/ICEMI59194.2023.10269910.
  5. Z. Wu, D. Jin, B. Yu, S. Chen, S. Deng, X. Song, W. Yu, Y. Sui, H. Wu, W. Shi, and M. Wang, Sci. Rep. 15(11468) (2025); DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-93836-2.
  6. S. Janardhanraj, K. Abhishek, and G. Jagadeesh, J. Fluid Mech. 910, A3 (2021); doi: 10.1017/jfm.2020.914.
  7. Y. Mu, J. Zhang, M. Yang, Y. Mao, H. Huang, and X. Zheng, Rev. Sci. Instrum. 95, 115103 (2024); DOI: 10/1063/5.0213918.
  8. В. Д. Зворыкин, И. Г. Лебо, Квантовая электроника 30(6), 540 (2000)
  9. V. D. Zvorykin, P. V. Veliev, I. A. Kozin, N. V. Morozov, E. V. Parkevich, K. T. Smaznova, N. N. Ustinovskii, and A. V. Shutov, Fundamental Plasma Physics 10, 100046 (2024); doi: 10.1016/j.fpp.2024.100046.
  10. V. G. Bakaev, D. Batani, I. A. Krasnyuk, I. G. Lebo, A. O. Levchenko, G. V. Sychugov, V. F. Tishkin, D. A. Zayarnyi, and V. D. Zvorykin, Journal of Physics D: Applied Physics 38, 2031 (2005); doi: 10.1088/0022-3727/38/12/027.
  11. I. A. Krasnyuk and I. G. Lebo, Journal of Physics D: Applied Physics 39, 1462 (2006); doi: 10.1088/0022-3727/39/7/018.
  12. В.А. Данилычев, В. Д. Зворыкин, Труды ФИАН 142, 117 (1983)
  13. M. Busquet, P. Barroso, T. Melse, and D. Bauduin, Rev. Sci. Instrum. 81(023502) (2010); doi: 10.1063/1.3301431.
  14. R. L.Singh, C. Stehl, M. Kozlova, M. Cotelo, J. Dostal, R. Dudzak, R. Rodriguez, P. Velarde, P. Barroso, F. Suzuki-Vidal, and T. Pisarczyk, Phys. Plasmas 31(033301) (2024); doi: 10.1063/5.0188810.
  15. Y. Kai, W. Garen, T. Schlegel, and U. Teubner, Laser and Particle Beams 35(4), 610 (2017); doi: 10.1017/S0263034617000635.
  16. U. Teubner, Y. Kai, T. Schlegel, D. E. Zeitoun, and W. Garen, New J. Phys. 19, 103016 (2017); doi: 10.1088/1367-2630/aa83d8.
  17. V. D. Zvorykin and I. G. Lebo, Laser and Particle Beams 17, 69 (1999); doi: 10.1017/s0263034699171064.
  18. А. З. Грасюк, В. Ф. Ефимков, И.Г. Зубарев, А. В. Котов, В. Г. Смирнов, Активные среды, конструкции и схемы мощных комбинационных лазеров, Труды ФИАН 91, 116 (1977)
  19. V. D. Zvorykin, N. G. Borisenko, K. S. Pervakov, A. V. Shutov, and N. N. Ustinovskii, Symmetry 15, 16882023 (2023); doi: 10.3390/sym15091688.
  20. G. Wypych, Handbook of Polymers, ChemTec Publishing, Toronto (2012), p. 541; http://www.chemtec.org/proddetail.php?prod=978-1895198-47-8.
  21. Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, Наука, М. (1966).
  22. Н. М. Кузнецов, Термодинамические функции и ударные адиабаты воздуха при высоких температурах, Машиностроение, М. (1965).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025