Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Лагутин А.С. -> "Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперементе" -> 28

Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперементе - Лагутин А.С.

Лагутин А.С., Ожогин В.И. Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперементе — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 192 c.
ISBN: 5-283-03910-2
Скачать (прямая ссылка): silnieimpulsniepolya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 80 >> Следующая

7 мкс. Подробно исследовалось также и распределение поля в рабочем
отверстии соленоида - это одна из важнейших характеристик, которая в
значительной степени определяет его пригодность для проведения
конкретного физического эксперимента.
Сигналы, пропорциональные скорости изменения поля, снимались с четырех
индукционных датчиков, расположение которых в рабочем отверстии соленоида
также показано на рис. 2.43; диаметр каждого из них 0,5 мм. Результаты
измерений зависимости Вт от расстояния z до центральной плоскости
соленоида для всех четырех датчиков приведены на рис. 2.44. Наиболее
сильное поле в таком одновитковом соленоиде достигается не в центре
витка, что связано с наличием вблизи z = 0 радиального канала в витке,
необходимого в данном случае для проведе-
72
Рис. 2.43. Двухслойный одновитковый соленоид [77]:
I, 4 - датчики поля; 5 - бериллиев ая бронза; 6 - сталь; 7 - плоскость
симметрии. Стрелками показано прохождение тока
ния исследований по лазерному варианту управляемого термоядерного
синтеза.
Как уже отмечалось, одним из путей увеличения ресурса работы соленоида
может быть уменьшение длительности импульса, создаваемого СМП. Такой
вариант, в частности, выбрали Олсон и коллеги [78], которые добились
устойчивой генерации поля с Вт = 72 Тл в одновитко-вом соленоиде со
сравнительно большим (около 1 см) диаметром рабочего отверстия. Импульс
поля имел очень малый ''полупериод" (т00 = = 1,2 мкс). Незначительная
собственная индуктивность соленоида
(16 нГн) потребовала сооружения мало индуктивной конденсаторной батареи и
специальной системы токопроводов. Суммарная индуктив-
Р и с. 2.44. Распределение поля в одновитковом соленоиде (77 ]:
1-4 - результаты измерений Вт датчиками 1-4, расположенными внутри
рабочего отверстия так, как показано на рис. 2.43
Рис. 2.45. Зависимости магнитной индукции в пике импульса (при
осциллятор-ном разряде) от начального напряжения на батарее. Номер кривой
соответствует номеру максимума [78]
73
ность цепи составила 25 нГн, в том числе вклад батареи 1 нГн, разрядников
8 нГн. Емкость конденсаторной батареи была 37,5 мкФ, а максимальное
напряжение 50 кВ, что соответствует, запасаемой энергии
62,5 кДж. Максимальный ток в нагрузке достигал 1,5 МА. Коммутация
батареи с нагрузкой осуществлялась четырьмя параллельно включенными
искровыми разрядниками, каждый из которых рассчитан на максимальный ток
750 к А при напряжении 100 кВ. Описанная установка допускала генерацию
импульсов поля с Вт =72 Тл один раз в минуту. При напряжениях на батарее,
меньших 40 кВ, наблюдалась линейная зависимость Вт (V) (рис. 2.45).
Наличие нелинейности при больших напряжениях связано, по-видимому, со
значительным разогревом внутренней поверхности одновиткового соленоида,
что приводит к росту сопротивления и ослаблению генерируемого поля.
ГЛАВА 3 ОДНОКРАТНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
3.1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХСИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Само получение магнитных полей с Вт > 100 Тл представляет собой сложную
техническую задачу, проведение экспериментов с их использованием - тем
более. Так, уже при Вт = 100 Тл магнитное давление, которое
пропорционально В2, составляет4000МПа. Это намного превышает предел
прочности большинства известных металлов, что и обусловливает полное
разрушение импульсного магнита и всех измерительных устройств,
расположенных в рабочей полости, после первого же эксперимента в полях с
Вт > 100 Тл. Именно поэтому генерация ССМП пока представляет собой
существенно однократный эксперимент.
Плотность энергии, соответствующая В= 500 Тл, равна 100 кДж/см3. Это
очень большое значение по сравнению с плотностью энергии известных
источников (табл. 3.1), поэтому для создания ССМП необходимо каким-либо
способом сконцентрировать подводимую к импульсному магниту энергию. Для
этих целей разработаны специальные устройства (см., например, [10]). Это
может быть либо малоиндуктивная передающая линия, либо сжимаемая
проводящая оболочка (лайнер), которые концентрируют (кумулируют) энергию
одновременно и в пространстве и во времени. Процесс разрушения
импульсного магнита в ССМП начинается с поверхности проводника,
охватывающей пространство, в котором создается магнитное поле, так как
именно вблизи этой поверхности плотность электрического тока максимальна
(из-за скин-эффекта). Эта поверхность "выталкивается" из области поля, и
по материалу проводника начинают распространяться ударные волны.
Одновременно магнитный поток проникает внутрь проводника, где примерно
половина энергии магнитного поля превращается в тепловую. Это приводит к
плавлению 74
Таблица 3.1. Плотности энергии, характерные для накопителей, которые
применяются для генерации импульсных магнитных полей [26]
Накопитель Плотность энергии, Дж/см3
Химические взрывчатые вещества 10 000
Свинцовые аккумуляторы 500
Маховики 100
Сжатые газы 20
Магнитная индукция 1000 Тл 400 000
Электрическое поле:
в электролитических конденсаторах 0,2
в импульсных конденсаторах 0,08
Предыдущая << 1 .. 22 23 24 25 26 27 < 28 > 29 30 31 32 33 34 .. 80 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed