Electric Explosion of Thin Wires (a Paradigm Shift)

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Over the many decades of studying the electric explosion of thin wires (EEW), researchers havedeveloped and accepted certain notions about this process. Despite the lack of proof behind certain establishedassertions and, sometimes, their contradiction with the results of recent experiments, they are stillwidely used to describe and interpret new data. In the first place, this concerns the concept that the EEW isa fast evaporation of metal as a result of the dissipation of Joule energy inside it. Another fundamental notionthat is used during the analysis of the experimental results and in model calculations is the uniform distributionof matter along the cross section of the wire core during the explosion. To date, the nature and mechanismof the appearance of strata, i.e., the periodicity observed in many images of the EEW, remain unexplained.Using the traditional notions of the EEW, even in experiments conducted at a high level, does notallow one to correctly interpret the obtained results and, as a whole, does not facilitate the progress in understandingthe complicated physics of the process of wire explosion. Therefore, the traditional concepts of theEEW have long required a revision. This work summarizes the results of modern research in this area andconsiders its relation to the previous works. It also proposes new approaches to the studies of the EEWdynamics and to the understanding of the processes of energy transformation in matter during its rapid heatingby the electric current.

Авторлар туралы

V. Romanova

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: vmr@inbox.ru
Ресей, Moscow, 119991

I. Tilikin

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
Ресей, Moscow, 119991

A. Ter-Oganesyan

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
Ресей, Moscow, 119991

A. Mingaleev

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
Ресей, Moscow, 119991

T. Shelkovenko

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
Ресей, Moscow, 119991

S. Pikuz

Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vmr@inbox.ru
Ресей, Moscow, 119991

Әдебиет тізімі

  1. Bennet F.D. High-Temperature Exploding Wires / In Progress in High Temperature Physics and Chemistry / Ed. by Carl A. Rouse. Pergamon Press, 1968. V. 2. P. 3.
  2. Müller W. / In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore. New York: Plenum Press, 1959. V. 1. P. 186.
  3. Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., Hoyt C.L., Douglass J.D., Tilikin I.N., Mingaleev A.R., Romanova V.M., and Hammer D.A. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2015. V. 43. N. 8. 2520. doi: 10.1109/TPS.2015.2440101.
  4. Chace W.G. and Levine M.A. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31. P. 1298.
  5. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский А.В. Электрический взрыв проводников и его использование в электрофизических установках. М.: Энергоатомиздат. 1990. 288 с.
  6. Oreshkin V.I. and Baksht R.B. Wire Explosion in Vacuum. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2020. Vol. 48. № 5. P. 2114.
  7. Лебедев С.В., Хайкин С.Э. // ЖЭТФ. 1954. Т. 26. В. 5. С. 629.
  8. Лебедев С.В. // ЖЭТФ. 1957. Т. 32. В. 2. С. 199.
  9. Лебедев С.В., Савватимский А.И. // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. В. 6. С. 1184.
  10. Лебедев С.В., Савватимский А.И. // Теплофизика высоких температур. 1970. Т. 8. В. 3. С. 524–531.
  11. Лебедев С.В., Савватимский А.И. // УФН. 1984. Т. 144. В. 2. С. 215–250.
  12. Wrana J. // Arch. Elektrotechn. 1939. B. 33. H. 10. S. 656.
  13. Bennett F.D., Kahl G.D., Wedemeyer E.H. // In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore, New York: Plenum Press, 1964. V. 3. P. 65.
  14. Bennett F.D., Kahl G.D. // In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore, New York: Plenum Press, 1968. V. 4. P. 1.
  15. Edelson H.D. and Korneff T. // In Exploding Wires / Ed. by W.G. Chace and H.K. Moore, N. Y.: Plenum Press, 1964. V. 3. P. 267.
  16. Kalantar D.H. and Hammer D.A. // Phys. Rev. Lett. 1993. V. 71. Nо. 23. P. 3806.
  17. Иваненков Г.В., Мингалеев А.Р., Пикуз С.А., Романова В.М., Степневски В., Хаммер Д., Шелковенко Т.А. // ЖЭТФ. 1998. Т. 114. В. 4(10). С. 1216.
  18. Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., Mingaleev A.R., Hammer D.A., Neves H.P. // Physics of Plasmas. 1999. V. 6. Nо. 11. P. 4272.
  19. Chace W.G. // Physics of Fluid. 1959. V. 2. N. 2. P. 230.
  20. Мартынюк М.М. Фазовый взрыв в метастабильной жидкости. // Физика горения и взрыва. 1977. Т. 13. В. 2. С. 213.
  21. Воробьев В.С., Малышенко С.П. // ЖЭТФ. 1997. Т. 111. В. 6. С. 2016.
  22. Воробьев В.С., Малышенко С.П., Ткаченко С.И., Фортов В.Е. // Письма в ЖЭТФ. 2002. Т. 75. В. 8. С. 445.
  23. Воробьев В.С., Малышенко С.П. // Теплофизика высоких температур. 2010. Т. 48. В. 6. С. 1005.
  24. Lebedev S.V., Beg F.N., Bland S.N., Chittenden J.P., Dangor A.E., Haines M.G., Zakaullah M., Pikuz S.A., Shelkovenko T.A., Hammer D.A. // Rev. Sci. Instr. 2001. V. 72. N. 1. P. 671.
  25. Hammer D.A. and Sinars D.B. // Laser and Particle Beams. 2001. V. 19. P. 377.
  26. Грабовский Е.В., Митрофанов К.Н., Олейник Г.М., Порофеев Ю.И. // Физика плазмы. 2004. Т. 30. № 2. С. 139.
  27. Sinars D.B., Cuneo M.E., Yu E.P., Bliss D.E., Nash T.J., Porter J.L., Deeney C., Mazarakis M.G., Sarkisov G.S., and Wenger D.F. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. Nо. 14. P. 145002.
  28. Cuneo M.E., Waisman E.M., Lebedev S.V. et al. // Phys. Rev. E. 2005. V. 71. P. 046406.
  29. Sinars D.B., Cuneo M.E., Yu E.P., Lebedev S.V., Cochrane K.R., Jones B., MacFarlane J.J., Mehlhorn T.A., Porter J.L., and Wenger D.F. // Phys. of Plasmas. 2006. V. 13. P. 042704.
  30. Грабовский Е.В., Грицук А.Н., Смирнов В.П. и др. // Физика плазмы. 2011. Т. 37. № 11. С. 1023.
  31. Wu J., Wang L.P., Han J.J., Li M., Sheng L., Li Y., Zhang M., Guo N., Lei T.S., Qiu A.C., and Lv M. // Phys. of Plasmas. 2012. V. 19. P. 022702. doi: 10.1063/1.3677777.
  32. Романова В.М., Иваненков Г.В., Мингалеев А.Р., Тер-Оганесьян А.Е., Шелковенко Т.А., Пикуз С.А. // Физика плазмы. 2015. В. 41. С. 671.
  33. Гуськов С.Ю., Иваненков Г.В., Пикуз С.А., Шелковенко Т.А. // Квантовая электроника. 2003. Т. 33. № 11. С. 958.
  34. Koлгатин С.Н., Лев M.Н., Перегуд Б.П., Степанов A.M., Федорова T.A., Фурман A.C., Хачатурьянц A.В. // ЖТФ. 1989.Т. 59. В. 9. С. 123.
  35. Romanova V.M., Ivanenkov G.V., Parkevich E.V., Tilikin I.N., Medvedev M.A., Shelkovenko T.A., Pikuz S.A., and Selyukov A.S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 175201. doi: 10.1088/1361-6463/abdce5.
  36. Романова В.М., Тиликин И.Н., Тер-Оганесьян А.Е., Мингалеев А.Р., Шелковенко Т.А., Хирьянова А.И., Пикуз С.А. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 2. С. 141. doi: 10.31857/S0367292122020135.
  37. Wu Jian, Li Xingwen, Lu Yihan, Lebedev S.V., Yang Zefeng, Jia Shenli, and Qiu Aici. // Physics of Plasmas 23, 112703 (2016).
  38. Sarkisov G.S., Hamilton A., and Sotnikov V. // Phys. Rev. A. 2019. V. 99. 012503.
  39. Sarkisov G.S., Sasorov P.V., Struve K.W., and McDaniel D.H. // Jour. Appl. Phys. 2004. V. 96. P. 1674.
  40. Romanova V.M., Mingaleev A.R., Ter-Oganesyan A.E., Shelkovenko T.A., Pikuz S.A. // ВАНТ. 2013. № 1(83). P. 284.
  41. Zhakhovsky V.V., Pikuz S.A., Tkachenko S.I., Sasorov P.V., Shelkovenko T.A., Knapp P.F., Saylor C.C., and Hammer D.A. // AIP Conf. Proc. 2012. V. 1426. P. 1207.
  42. Lv F., Liu P., Qi H., Liu J. // Computational Materials Science. 2019. V. 162. P. 88. doi: 10.1016/j.commatsci.2019.02.026.
  43. Romanova V.M., Ivanenkov G.V., Mingaleev A.R., Ter-Oganesyan A.E., Tilikin I.N., Shelkovenko T.A., and Pikuz S.A. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 112704. doi: 10.1063/1.5052549.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Russian Academy of Sciences, 2024