Коллектив учёных Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) экспериментально зарегистрировал и теоретически описал генерацию магнитозвуковых волн при взрывном сжатии проводников мегаамперными импульсами тока. Это явление открывает новые возможности в реализации идеи инерциального термоядерного синтеза.
«Имплозия медных проводников происходит в режиме скинирования тока, когда он протекает по тонкому слою вещества вблизи его внешней границы, а процесс нарастания тока происходит так быстро, что электромагнитное поле не успевает проникнуть глубоко внутрь проводящего вещества. Поэтому вблизи поверхности проводника не только образуется плазма, но и возникают магнитозвуковые волны», — пояснил ведущий научный сотрудник отдела высоких плотностей энергии ИСЭ СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Геннадьевич Русских.
Коллектив отдела занимается фундаментальными исследованиями вещества в экстремальных условиях, когда при больших температурах и давлениях оно ведёт себя крайне необычно, обнаруживая различные интересные явления.
«Сначала наши учёные приложили много усилий по созданию и экспериментальной проверке уравнений состояния вещества, которые легли в основу расчётов теоретиков нашего отдела. Затем эти расчёты получили экспериментальное подтверждение, тем самым позволив не только зарегистрировать генерацию магнитозвуковых волн, но и подтвердить правильность физических подходов, использованных в теоретических расчётах», — отметил Александр Русских.
Обнаружение этого явления, представляющего собой низкочастотные магнитозвуковые колебания с периодом несколько сотен наносекунд, возможно, позволит ученым преодолеть трудности, возникающие при зажигании термоядерной реакции. Кроме этого, понимание и умение математически описать процесс распространения волны нелинейной диффузии магнитного поля в веществе, наряду с процессом распространения ударных и магнитозвуковых волн, дает возможность создать лучшие условия для транспортировки электромагнитной энергии по вакуумным передающим линиям в разрабатываемых в институте мультитераваттных генераторах.
Установка ГИТ-12 представляет собой электрофизический комплекс из 12 параллельно работающих модулей, в каждом из которых 9 секций по схеме 12-каскадного Маркса, с запасаемой энергией до 5 МДж и током до 6 МА
Эксперимент выполнялся на сильноточном импульсном генераторе ГИТ-12 (Генератор импульсных токов) с амплитудой тока до пяти мегаампер и временем нарастания тока около двух микросекунд. Эта уникальная научная установка ИСЭ СО РАН представляет собой 12 параллельно включённых генераторов Маркса и занимает площадь более 1 200 квадратных метров, располагаясь в отдельном здании. Работа проводилась под руководством доктора физико-математических наук Владимира Ивановича Орешкина.
Исследование выполнено при поддержке РНФ, проекты №№ 22-19-00686 и 20-19-00364.
Источник: «Наука в Сибири».