Образование плазмы в ударно-волновых процессах
Исследован механизм возникновения плазмы на примерах двух гидродинамических эффектов, наблюдаемых экспериментально при сжатии газа в закрытых конических полостях и в процессе сверхглубокого проникания (СГП) микрочастиц в металлические мишени. Установлено, что в случае ударно-волнового сжатия в полос...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2005 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2005
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70141 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Образование плазмы в ударно-волновых процессах / В.В. Соболев, С.М. Ушеренко // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 86-95. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859866797156597760 |
|---|---|
| author | Соболев, В.В. Ушеренко, С.М. |
| author_facet | Соболев, В.В. Ушеренко, С.М. |
| citation_txt | Образование плазмы в ударно-волновых процессах / В.В. Соболев, С.М. Ушеренко // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 86-95. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Исследован механизм возникновения плазмы на примерах двух гидродинамических эффектов, наблюдаемых экспериментально при сжатии газа в закрытых конических полостях и в процессе сверхглубокого проникания (СГП) микрочастиц в металлические мишени. Установлено, что в случае ударно-волнового сжатия в полостях возникновение плотной плазмы обусловлено перераспределением энергии среды при ее движении. Расчетное время жизни плазмы ограничено 1 μs. В случае СГП микрочастиц время жизни плазмы достигает 200 μs, при этом основными факторами ее возникновения являются электрические и тепловые эффекты на границе частица−мишень.
The investigation of plasma formation mechanism is the aim of this article. The mechanism is shown on two hydrodynamic effects, which have been observed in closed conic hollows during compression of gas and in the process of microparticles superdeep penetration (SDP) in metal targets. It is established that formation of dense plasma is conditioned by redistribution of medium energy during plasma motion in the case of shockwave compression. The calculated lifetime of plasma is limited by 1 μs. In the case of microparticles SDP the plasma lifetime reaches 200 μs. The main factors of plasma formation are electric and thermal effects in the particle−target interface.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:48:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
86
PACS: 52.50.Lp
В.В. Соболев1, С.М. Ушеренко2
ОБРАЗОВАНИЕ ПЛАЗМЫ В УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССАХ
1Национальный горный университет
пр. Карла Маркса, 19, г. Днепропетровск, 49027, Украина
2Институт повышения квалификации и переподготовки кадров по новым направле-
ниям техники, технологии и экономики, Беларусский национальный технический
университет
Партизанский пр., 77, г. Минск, 220107, Беларусь
Статья поступила в редакцию 15 ноября 2004 года
Исследован механизм возникновения плазмы на примерах двух гидродинамических
эффектов, наблюдаемых экспериментально при сжатии газа в закрытых кониче-
ских полостях и в процессе сверхглубокого проникания (СГП) микрочастиц в ме-
таллические мишени. Установлено, что в случае ударно-волнового сжатия в по-
лостях возникновение плотной плазмы обусловлено перераспределением энергии
среды при ее движении. Расчетное время жизни плазмы ограничено 1 µs. В случае
СГП микрочастиц время жизни плазмы достигает 200 µs, при этом основными
факторами ее возникновения являются электрические и тепловые эффекты на
границе частица−мишень.
Кумулятивные гидродинамические эффекты, происходящие в плазме,
достаточно давно обсуждаются в литературе, однако сообщения об их реа-
лизации в экспериментах встречаются редко. Такие эффекты проявляются
при концентрации высокой плотности энергии, например в кумулятивных
струях, сходящихся ударных волнах, а также при других методах использо-
вания гидродинамических течений для получения сверхвысоких температур.
Большой интерес вызывают случаи, когда кумуляция происходит не за счет
неограниченного роста внешнего воздействия, а путем перераспределения
энергии среды при ее движении, т.е. уплотнения собственной энергии тече-
ния. К такому классу гидродинамических течений относятся известные эф-
фекты образования высокоэнергетических плазменных струй в генераторах
А.Е. Войтенко [1], закрытых конических полостях [2,3] и в процессе СГП
твердых микрочастиц в металлические мишени [4].
Интерес, который вызывают перечисленные явления, связан с возможно-
стью создания плазмы с начальной температурой около 1 eV и выше до зна-
чений, необходимых для инициирования термоядерного синтеза, с поиском
новых источников энергии, с изучением особенностей механизмов локаль-
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
87
ного разрушения химических связей в металлах и последующих физико-
химических процессов.
На рис. 1 показана схема конического генератора высокоэнергетических
плазменных струй, в котором распространение ударной волны осуществля-
ется по среде со степенной зависимостью плотности ρ0 от координаты x (ρ0 ~
~ xn, n = const). Когда координата фронта x → 0, течение сопровождается
ростом температуры среды [5,6], и, таким образом, эффект при x → 0 перестает
зависеть от внешнего воздействия. В результате взрыва заряда взрывчатых ве-
ществ (ВВ) образующиеся продукты детонации разгоняют пластину-ударник
до скорости более чем 0.5 скорости детонации заряда ВВ. Удар пластины вы-
зывает в материале пробки ударную волну, фронт которой перемещается в сто-
рону конической выемки. В зависимости от параметров динамического воздей-
ствия (типа ВВ, материала пластины-ударника и пробки, геометрических пара-
метров элементов устройства, скорости соударения и скорости фронта ударной
волны, входящей в коническую выемку, и состава газа, заполняющего выемку)
температура газа в выемке возрастает до 0.6–2.5 eV (рис. 2).
Фронт ударной волны, входящей в выемку, опережает движущуюся по-
верхность пробки. При косом соударении фронта ударной волны с поверх-
ностью выемки возникает первая головная ударная волна (маховская волна),
разогревающая вещество за фронтом до температуры 2.8–4.5 eV. Высокотем-
пературный поток вещества за фронтом первой головной волны неизбежно
Рис. 1. Схема взрывного генератора плазменных струй: 1 – электродетонатор, 2 –
ВВ, 3 – пластина-ударник, 4 – металлическая пробка, 5 – коническая выемка, 6 –
стальная матрица
Рис. 2. Зависимость температуры газа от скорости ударной волны (по данным
[10,20 и др.])
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
88
«захватывает» часть металла с поверхности конуса, при этом плотность по-
тока резко увеличивается, приближаясь к плотности металла. Впереди фрон-
та маховской волны образуется мощный поток ионизирующего излучения
[5], который аккумулируется у оси выемки, вызывая разветвленную цепь
реакций в газе. Окончательной стадией в этом сценарии является процесс
последующего столкновения маховских волн у оси в районе вершины кону-
са с возникновением фронта второй очень сильной головной волны. При
столкновении потоков вещества, «стекающих» с поверхности конуса, образуется
симметричная струя плазмы плотностью до 10–12 g/cm3 [7], имеющая темпера-
туру более 0.1 keV [8,9]. После формирования симметричной струи затекающий
в выемку металл пробки продолжает некоторое время сжимать плазму.
Максимальное давление струи, проникающей в металлическую преграду
со скоростью более 4·104 m/s, вычисленное по методике расчета параметров
сверхскоростной кумуляции [10], составляет порядка 20 ТРа. При этом тем-
пература струи увеличивается до 1 keV. Общее время формирования струй и
воздействия их на преграды не превышает 10–6 s. На рис. 3 показана форма
полостей, образовавшихся в чугунной пробке и стальной матрице в резуль-
тате действия струи горячей плазмы. Особенностью эксперимента по сжа-
тию плазмы, с учетом оценки значения температуры плазменных струй, яв-
ляется доказательство принципиальной возможности использования бри-
зантных ВВ для поджигания D–T-смеси.
Металлофизические исследования микроструктуры поверхности полостей
свидетельствуют, в частности, о формировании зон, удаленных от поверхно-
сти в среднем на 3·10–5 m, с необычно высокой (более 25%) концентрацией
марганца (в исходной структуре стали его среднее содержание составляло
а б
Рис. 3. Схема возможных гидродинамических течений в выемке (а): 1 – движущая-
ся поверхность металлической пробки, 2 – ударная волна в газе, 3 – первая голов-
ная волна, 4 – струя плазмы, направленная в сторону пробки, 5 – вторая головная
волна, 6 – направление движения основного плазменного потока; б − картина ти-
пичных разрушений в структуре материала пробки и матрицы
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
89
0.15%, в чугуне − 0.4%) [3]. Массоперенос и концентрацию такого количест-
ва марганца за время действия струи на металл, не превышающее 10–6 s,
трудно объяснить с точки зрения механизма динамического массопереноса.
В случае реализации явления СГП микрочастицы со средним размером в
поперечнике 8·10–5 m проникают в металлические мишени на глубины 0.2 m
и более [11]. Однако и здесь ни одна из известных физических моделей и
новых, предложенных в работах [12−15 и др.], не дает убедительного меха-
низма, объясняющего процесс проникания частицы на расстояние, которое
превышает ее поперечный размер в 102–104 раз.
На рис. 4 показаны схема устройства для метания сгустка микрочастиц и
некоторые типичные структурные эффекты в металлах. Скорость частиц-
ударников в экспериментах составляла 500–3000 m/s, размер ударников от
10–6 до 2·10–4 m. Время ударно-волнового нагружения мишени в результате
удара потока микрочастиц с заданной скоростью определяется длиной
сформированного сгустка. Поэтому в экспериментах время реализации яв-
ления СГП может изменяться в пределах 10–6–10–3 s.
а в
Рис. 4. Схема метания микрочастиц порошка кумулятивным зарядом (а): 1 – элек-
тродетонатор, 2 – ВВ, 3 – кумулятивная оболочка, 4 – метаемый порошок, 5 – метал-
лическая мишень; б – структура мишени в разрезе A–A, ×1000; в – микроструктура
мишени с образованным каналом (разрез в плоскости, параллельной оси), ×10000
б
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
90
Процесс образования каналов с относительными глубинами 102–104 попе-
речного размера частиц сопровождается целым рядом любопытных физиче-
ских эффектов, например интенсивным излучением, кристаллизацией вещества
за движущейся частицей (закрытие канала), дискретным характером сброса
массы проникающей частицей, образованием высокоэнергетических струй на
тыльной поверхности мишени в случае выхода из нее проникающей частицы.
При исходном содержании марганца в мишени до 0.2% увеличение его концен-
трации в канальной зоне зафиксировано в пределах 40%, алюминия – 14%,
свинца – 18% [11]. Увеличение времени действия динамической нагрузки на
мишень приводит к устойчивым проявлениям вышеперечисленных эффектов.
Наблюдаемое в экспериментах СГП принципиально не должно было бы
проявляться, поскольку простой анализ и оценочные расчеты свидетельст-
вуют о нарушении закона сохранения энергии. Так, сопоставление вводимой
энергии (5·104 J) и затрачиваемой на кратерообразование, осадку мишени,
образование каналов (разрушение химических связей в материале мишени),
закрытие каналов (образование новых химических связей), изменение раз-
меров зерен металла и двойникование показывает превышение потребляе-
мой энергии над затраченной почти на порядок. В связи с этим предполага-
ется существование неучтенного источника дополнительной энергии, кото-
рый возникает только в режиме СГП и является независимым от внешних
воздействий. Таким источником энергии может быть плотная плазма [16], ко-
торая образуется в границах раздела частица–мишень (рис. 5).
Главным условием реализации эффекта СГП является коллективное пе-
ремещение частиц в сгустке, что обеспечивает интенсивное механическое
взаимодействие их поверхностей, при ограниченных размерах и скоростях
соударения с металлическими мишенями. Если разгонять отдельные части-
цы, то в результате их удара на поверхности мишеней образуются лишь
классические формы кратеров [17].
При коллективном движении на поверхностях интенсивно трущихся час-
тиц возникают электростатические заряды. На первом этапе соударения по-
верхностные заряды бомбардирующих частиц сближаются с химическими
связями вещества мишени на расстояния порядка межатомных. Степень
воздействия поверхностных зарядов (знак заряда значения не имеет) на хи-
мическую связь атомов определяется действием электрической силы. По-
этому, чем больше заряд (плотность зарядов) на поверхности частицы-
ударника, тем выше вероятность того, что энергия будет передана химиче-
ской связи – электронам [18]. Благодаря этому в пределах границы раздела
частица–мишень в качестве первичных продуктов образуются ионизованные
атомы и электроны. Однако известно, что в металлах возбуждение электро-
нов и ионизация почти не ведут к каким-либо непрерывным постоянным
эффектам. В решетке металлов связь электронов с атомами такова, что ис-
кажение движения электронов быстро затухает. В случае нарушения ло-
кального упорядоченного окружения атомов, как это происходит, например,
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
91
а
в результате удара частицы, такого рода эффекты могут иметь место. Следо-
вательно, с одной стороны, смещения атомов в результате соударения при-
водят к возбуждению связей, а с другой – сильное кулоновское влияние по-
верхностных зарядов частицы вызывает разрушение этих связей. Кроме то-
го, ударно-волновые процессы в мишени увеличивают амплитуду колебания
атомов в узлах решетки, дестабилизируя состояние ее микроструктуры. В
этом случае разрыв химических связей в материале мишени оказывается бо-
лее предпочтительным и протекает более интенсивно, чем разрыв связей в
материале проникающей частицы.
По аналогии с электромагнитным излучением можно предположить, что
и в случае эффекта СГП энергетические потери на единицу расстояния, про-
ходимого частицей-ударником, будут прямо пропорциональны квадрату за-
ряда и обратно пропорциональны квадрату скорости. Очевидно также, что,
чем больше масса проникающей частицы, тем короче ее путь. Здесь следует
учитывать плазменные диссипативные потери и негидродинамический пе-
ренос энергии. Но поскольку наблюдаемое экспериментально пройденное
частицей расстояние во много раз превышает ее размер, можно предполо-
жить, что потери энергии компенсируются непрерывным поступлением
плазмы в зону, образованную поверхностями проникающей частицы и ми-
Рис. 5. Образование плазмы в границе раз-
дела частица–мишень (а): 1 – зона канала,
не содержащая новых соединений и фаз, 2 –
область соударения потоков плазмы, 3 –
частица-ударник, 4 – направление движения
частицы, 5 – разогретая поверхность части-
цы (зоны дестабилизированной структуры),
6 – плазма, 7 – исходная структура мишени,
8 – дестабилизированная структура мише-
ни; б – остаток частицы-ударника (SiC) в
мишени (×12000): 9 – область структурных
новообразований в зоне канала
б
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
92
шени. Обновление плазмы осуществляется за счет диссоциации связей каж-
дого последующего атомного слоя мишени и частично − связей материала
частицы-ударника. По мере продвижения скорость частицы уменьшается, од-
нако периодический сброс частицей собственной массы вещества [19], веро-
ятно, также способствует уменьшению ее торможения в материале мишени.
Движущаяся частица создает дополнительное давление в плазме. По-
скольку линейный размер зоны плазмы превышает диссипативный масштаб,
связанный с негидродинамическим переносом энергии, справедливо плазму
считать идеальной и рассматривать в гидродинамическом одножидкостном
приближении. Плазма (как и жидкость) при перепаде давлений не может со-
хранять равновесие и будет двигаться таким образом, чтобы выровнять раз-
ность давлений. Из-за квазинейтральности электроны не могут оторваться от
медленно движущихся ионов, поэтому плазма, стремясь расшириться как
целое, будет обтекать частицу-ударник (рис. 5,a). Вслед за частицей ввиду
непрерывного соударения плазменных потоков образуется постоянно дейст-
вующее течение высокотемпературной струи. Кроме гидродинамических
эффектов в локальных областях плазмы под действием давления возникают
сильные электрические поля, которые, впрочем, немедленно ликвидируют
резкое нарушение электронейтральности. Расчетное время жизни плазмы в
данных экспериментах составляет ∼ 200 µs.
Исследования ударно-волновых явлений в конических полостях были
ориентированы на работы, не связанные с плазмой, однако произведенные
оценки параметров течений [1,8,9] и анализ полученных результатов под-
тверждают экспериментальную возможность генерации горячей плазмы с
помощью кумуляции ударных волн. Достоинства обсуждаемого метода за-
ключаются в использовании обычных бризантных ВВ в качестве первичного
источника энергии вначале для создания течения плазмы с температурой до
~ 2 eV, а в дальнейшем − для повышения значения температуры до термо-
ядерной плазмы. К сожалению, нет экспериментального подтверждения, ко-
торое однозначно свидетельствовало бы о достижении температур порядка
1 keV и более. Таким подтверждением мог бы стать, например, зарегистри-
рованный выход термоядерных нейтронов.
Развитие исследований в данном направлении перспективно, поскольку
метод обладает достаточно большим физическим потенциалом, связанным с
возможностью получения близкого к расчетному значения температуры
первоначального течения плазмы путем выбора материалов мишени и проб-
ки, геометрических параметров выемки, состава газа и начальных его пара-
метров, схемы и способа генерации ударной волны.
Явление СГП твердых микрочастиц в металлические мишени, вызванное
разрушением ее структуры перед проникающей частицей, обусловлено воз-
никновением плазмы как дополнительного внутреннего источника энергии в
границах раздела частица–матрица. Рассматриваемые варианты кумулятив-
ных течений только на первый взгляд кажутся качественно отличными друг
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
93
от друга. В первом варианте, процесс которого ограничен временем 10–6 s,
по-видимому, наблюдается лишь начальная стадия запуска процесса СГП с
образованием плазменной струи. Косвенным подтверждением этой аналогии
служит появление в обоих случаях аномально высокой концентрации мар-
ганца в районе центральной зоны канала. Попытка объяснить столь высокую
концентрацию марганца с позиции его перераспределения из материала ми-
шени в канальную зону за счет динамического переноса ударными волнами
наталкивается на две проблемы: необходимы дополнительные и весьма зна-
чительные затраты энергии на массоперенос частиц, а также требуется дос-
таточно продолжительное время для осуществления этого процесса.
За счет значительно бóльшего времени протекания процесса СГП появи-
лась возможность зафиксировать электромагнитное излучение. На основа-
нии трековых картин пленочных детекторов энергия элементарных носите-
лей излучения по различным оценкам специалистов составляла от десятков
до сотен мегаэлектрон-вольт. Источник этого излучения, по-видимому, на-
ходится в точке 2 (рис. 5). Вышеназванные физические эффекты являются
дополнительными аргументами в пользу гипотезы о протекании в случаях
кумулятивного плазменного процесса реакций термоядерного синтеза.
Привлекательность явления СГП как рабочего инструмента исследова-
ний, по нашему мнению, обусловлена тем, что система частица–матрица,
включающая поверхности раздела и межграничное пространство, при дос-
тижении области критических параметров переходит к спонтанной самоор-
ганизации СГП. Явление это возникает всегда, если соблюдаются начальные
параметры (например, материал частиц и мишени, размеры частиц, условия
формирования сгустка, скорость соударения), вписывающиеся в условия
инициирования возможного масштаба событий. Следует полагать, что СГП
обусловлено не внешними причинами, а отражает внутренние закономерно-
сти данного процесса.
С использованием явления СГП разработаны новые методы легирования
металлов, получения композиционных металлических материалов. В част-
ности, из легированной конструкционной стали были изготовлены режущие
вставки для резцов угольных комбайнов. Испытания, проведенные на слан-
цевых шахтах Эстонии, угольных шахтах Украины и России, выявили сле-
дующие преимущества нового инструмента по сравнению с серийными
РКС-1. Удельный расход стали резцов уменьшился на 35%, вольфрама – в
32 раза. Пожаро- и взрывобезопасность нового инструмента, по данным
МакНИИ, в 50 раз оказалась выше, чем у серийного, содержащего режущие
вставки из ВК8.
1. А.Е. Войтенко, ДАН СССР 158, 1278 (1964).
2. В.А. Белоконь, А.И. Петрухин, В.А. Проскуряков, ЖЭТФ 48, 50 (1965).
3. В.В. Соболев, А.Г. Тесленко, Р.П. Дидык, В.Я. Слободской, ФТВД вып. 25, 21
(1987).
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
94
4. В.Г. Горобцов, С.М. Ушеренко, В.Я. Фурс, Порошковая металлургия № 3, 8 (1979).
5. Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных
гидродинамических давлений, Наука, Москва (1966).
6. Дж. Уизем, Линейные и нелинейные волны, Мир, Москва (1977).
7. Г.С. Романов, В.В. Урбан, ИФЖ 37, 859 (1979).
8. В.В. Соболев, В.Я. Слободской, С.И. Губенко, Ударно-волновое сжатие газа в
закрытых полостях, Деп в УкрНИИНТИ 13.08.91, № 1164, Днепропетровск
(1991).
9. А.Е. Войтенко, Сборник научных трудов Национального горного университета
3, № 11, 5 (2001).
10. В.Ф. Баум, Л.П. Орленко, К.П. Станюкович и др., Физика взрыва, Наука, Моск-
ва (1975).
11. С.М. Ушеренко, А.И. Белоус, А. С.Калиниченко и др., Сборник научных трудов
Национального горного университета № 18, 65 (2003).
12. Г.Г. Черный, ДАН СССР 292, 1324 (1987).
13. С.С. Григорян, ДАН СССР 292, 1319 (1987).
14. А.Э. Рахимов, Вестник Московского университета. Математика. Механика № 5,
72 (1994).
15. В.И. Зельдович, И.В. Хомская, Н.Ю. Фролова, ФММ 93, № 5, 71 (2002).
16. В.В. Соболев, С.М. Ушеренко, С.И. Губенко, Наук. вісн. НГА України № 3, 62
(1998).
17. Высокоскоростные ударные явления, Мир, Москва (1973).
18. В.В. Соболев, Г.О. Ярковой, А.В. Чернай, Минерал. журн. № 5/6, 23 (1994).
19. С.М. Ушеренко, Сверхглубокое проникание частиц в преграды и создание ком-
позиционных материалов, НИИ ИП с ОП, Минск (1998).
20. М.А. Цикулин, Е.Г. Попов, Излучательные свойства ударных волн в газах, Нау-
ка, Москва (1977).
V.V. Sobolev, S.M. Usherenko
PLASMA FORMATION DURING SHOCK-WAVE PROCESSES
The investigation of plasma formation mechanism is the aim of this article. The mecha-
nism is shown on two hydrodynamic effects, which have been observed in closed conic
hollows during compression of gas and in the process of microparticles superdeep pene-
tration (SDP) in metal targets. It is established that formation of dense plasma is condi-
tioned by redistribution of medium energy during plasma motion in the case of shock-
wave compression. The calculated lifetime of plasma is limited by 1 µs. In the case of
microparticles SDP the plasma lifetime reaches 200 µs. The main factors of plasma for-
mation are electric and thermal effects in the particle−target interface.
Fig. 1. The scheme of blasting generator of plasma jets: 1 – electric detonator, 2 – explo-
sive, 3 – plate-striker, 4 – metal plug, 5 – conic hollow, 6 – steel mould
Fig. 2. Gas temperature as a function of shock wave velocity [10,20 etc.])
Fig. 3. The scheme of possible hydrodynamic flow in hollow (a): 1 − moving surface of
metal plug, 2 – shock wave in gas, 3 – first leading wave, 4 – plasma jet directed to the
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2
95
plug, 5 – second leading wave, 6 – movement direction of dominant plasma flow; б −
picture of typical destructions in structure of plug and mould
Fig. 4. The scheme of throwing powder microparticles by hollow charge (a): 1 − electric
detonator, 2 – explosive, 3 – cumulative cover, 4 – thrown powder, 5 – metal target; б –
sectional view (A–A) of target structure, ×1000; в – microstructure of target with formed
channel (section in plane parallele to the axis), ×10000
Fig. 5. Plasma formation in the particle-target interface (a): 1 – channal zone, having no
new compounds and phases, 2 – area of collision of plasma flows, 3 – particle-striker, 4 –
direction of particle movement, 5 – warmed up surface of particle (zone of destabilized
structure), 6 – plasma, 7 – initial structure of target, 8 – unstable structure of target; б –
residue of particle-striker (SiC) in target, ×12000: 9 – area of new structure formations in
channel zone
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70141 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:48:46Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Соболев, В.В. Ушеренко, С.М. 2014-10-30T06:41:54Z 2014-10-30T06:41:54Z 2005 Образование плазмы в ударно-волновых процессах / В.В. Соболев, С.М. Ушеренко // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 86-95. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 52.50.Lp https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70141 Исследован механизм возникновения плазмы на примерах двух гидродинамических эффектов, наблюдаемых экспериментально при сжатии газа в закрытых конических полостях и в процессе сверхглубокого проникания (СГП) микрочастиц в металлические мишени. Установлено, что в случае ударно-волнового сжатия в полостях возникновение плотной плазмы обусловлено перераспределением энергии среды при ее движении. Расчетное время жизни плазмы ограничено 1 μs. В случае СГП микрочастиц время жизни плазмы достигает 200 μs, при этом основными факторами ее возникновения являются электрические и тепловые эффекты на границе частица−мишень. The investigation of plasma formation mechanism is the aim of this article. The mechanism is shown on two hydrodynamic effects, which have been observed in closed conic hollows during compression of gas and in the process of microparticles superdeep penetration (SDP) in metal targets. It is established that formation of dense plasma is conditioned by redistribution of medium energy during plasma motion in the case of shockwave compression. The calculated lifetime of plasma is limited by 1 μs. In the case of microparticles SDP the plasma lifetime reaches 200 μs. The main factors of plasma formation are electric and thermal effects in the particle−target interface. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Образование плазмы в ударно-волновых процессах Утворення плазми в ударнохвильових процесах Plasma formation during shockwave processes Article published earlier |
| spellingShingle | Образование плазмы в ударно-волновых процессах Соболев, В.В. Ушеренко, С.М. |
| title | Образование плазмы в ударно-волновых процессах |
| title_alt | Утворення плазми в ударнохвильових процесах Plasma formation during shockwave processes |
| title_full | Образование плазмы в ударно-волновых процессах |
| title_fullStr | Образование плазмы в ударно-волновых процессах |
| title_full_unstemmed | Образование плазмы в ударно-волновых процессах |
| title_short | Образование плазмы в ударно-волновых процессах |
| title_sort | образование плазмы в ударно-волновых процессах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70141 |
| work_keys_str_mv | AT sobolevvv obrazovanieplazmyvudarnovolnovyhprocessah AT ušerenkosm obrazovanieplazmyvudarnovolnovyhprocessah AT sobolevvv utvorennâplazmivudarnohvilʹovihprocesah AT ušerenkosm utvorennâplazmivudarnohvilʹovihprocesah AT sobolevvv plasmaformationduringshockwaveprocesses AT ušerenkosm plasmaformationduringshockwaveprocesses |