Зарегистрироваться
Восстановить пароль
FAQ по входу

Прут В.В. Изэнтропическое сжатие вещества импульсным магнитным полем

  • Добавлен пользователем
  • Отредактирован
Прут В.В. Изэнтропическое сжатие вещества импульсным магнитным полем
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук: 01.04.17 – химическая физика, в том числе физика горения и взрыва. — Курчатовский институт. — Москва, 2008. — 49 с.
Основные научные результаты и новизна работы
Решена автомодельная задача изэнтропического сжатия сферическим или цилиндрическим поршнем однородного вещества с реальным уравнением состояния. Особенность данной работы, в отличие от всех известных, заключается в том, что предложенный метод решения применим к любым уравнениям состояния. Установлены асимптотические зависимости. Описаны эволюция профилей и временные зависимости на поршне.
Решена задача релятивистского изэнтропического сжатия плоским поршнем вещества со степенным уравнением состояния построена релятивистская центрированная волна сжатия. Получено численное решение, а также приближенные решения в ультрарелятивистском и нерелятивистском пределах. Рассмотрены особенности, которые вносит релятивизм при переходе к предельным сжатиям. Приведены оценки времени перехода к релятивистскому пределу в цилиндрической и сферической геометрии.
Решена задача сферического сжатия конденсированного вещества оболочкой в приближении несжимаемой среды. Величины на внутренней границе оболочки определяются решением автомодельной задачи. Установлены асимптотические зависимости скорости и кинетической энергии оболочки при вхождении в коллапс.
Полученные результаты показали принципиальную возможность достижения очень высоких плотностей и давлений, ограниченных лишь источником энергии. Выбор начального состояния определяет конечную температуру, соотношение между конечными значениями упругой и тепловой частями давления и энергии. Обсуждается отсутствие физических ограничений при получении плотностей и температур, характерных для физики больших планет и даже звёздных карликов.
Решена автомодельная задача уравнений нелинейной диффузии магнитного поля в полупространство. Задача содержит две нелинейные зависимости: в граничном условии магнитного поля и зависимости сопротивления от энергии. Построено распределение магнитного поля и внутренней энергии на фронте волны. Получена характерная величина ширины фронта волны. Найдено соотношение между внутренней и магнитной энергиями в зависимости от параметров задачи. Предложена физическая модель, описывающая нелинейную диффузию сильного магнитного поля в проводник. Дана аппроксимация электропроводности и теплопроводности во всем диапазоне рассматриваемых параметров, которая интерполировалась между электропроводностями твердого тела (вырожденной плазмы) и идеальной (невырожденной) плазмы. Приведены результаты численного решения этой задачи, в частности, зависимость достижимого давления при токах до 1 ГА. Показано, что токи величиной несколько десятков мегаампер могут приводить к увеличению времени удержания вещества в магнитном поле.
Практическая ценность работы
Полученные результаты открыли принципиальную возможность достижения очень высоких плотностей и давлений, ограниченных лишь источником энергии. Возможно получение плотностей и температур, характерных для физики Земли, больших планет и даже звёздных параметров.
Предложенное уравнение состояния позволяет не только аналитически описать многие известные экспериментальные результаты, но быть надежной основой для предсказания термодинамических свойств веществ с ограниченным набором экспериментальных параметров. Полученное экспериментальное уравнение состояния водорода использовано при проверке теоретических моделей уравнения состояния.
Предложена и экспериментально подтверждена возможность сохранения образца после снятия давления при сильноточном разряде конденсаторной батареи через металлический лайнер. Рассчитана схема превращения графита в алмаз в изэнтропическом процессе сжатия в металлическом z-пинче с сохранением алмаза. Эти результаты открывают альтернативную существующим методам возможность создания производства алмазов.
Предложенная физическая модель нелинейной диффузии сильного магнитного поля в проводник позволяет создать основу для получения мегагауссных магнитных полей и давлений мегабарного и гигабарного диапазонов в макроскопических объёмах на технических устройствах, в основном, достижимых в настоящее время.
Созданный экспериментально-диагностический комплекс аппаратуры может быть использован при конструировании современных и мощных установок для создания больших импульсных токов, магнитных полей и давлений.
  • Чтобы скачать этот файл зарегистрируйтесь и/или войдите на сайт используя форму сверху.
  • Регистрация