We propose a model that describes the neck formation and implosion in an X-pinch. The process is simulated to go in two stages. The first stage is neck formation. This stage begins with an electrical explosion of the wires forming the X-pinch, and at the end of the stage, a micropinch (neck) is formed in the region where the wires are crossed. The second stage is neck implosion. The implosion is accompanied by outflow of matter from the neck region, resulting in the formation of a “hot spot”. Analytical estimates obtained in the study under consideration indicate that these stages are approximately equal in duration. Having analyzed the neck implosion dynamics, we have verified a scaling which makes it possible to explain the observed dependences of the time of occurrence of an x-ray pulse on the X-pinch current and mass.
References
1.
S. M.
Zakharov
, G. V.
Ivanenkov
, A. A.
Kolomenskii
, S. A.
Pikuz
, A. I.
Samokhin
, and I.
Ulshmid
, Sov. Tech. Phys. Lett.
8
, 456
(1982
).2.
D. H.
Kalantar
and D. A.
Hammer
, Rev. Sci. Instrum.
66
, 779
(1995
).3.
E. V.
Grabovsky
, K. N.
Mitrofanov
, G. M.
Oleinik
, and I. Yu.
Porofeev
, Plasma Phys. Rep.
30
, 121
(2004
).4.
L. E.
Aranchuk
, J.
Larour
, and A. S.
Chuvatin
, IEEE Trans. Plasma Sci.
33
, 990
(2005
).5.
S. S.
Anan'ev
, Yu. L.
Bakshaev
, P. I.
Blinov
, V. A.
Bryzgunov
, S. A.
Dan'ko
, A. I.
Zhuzhunashvili
, А. А.
Zelenin
, E. D.
Kazakov
, Yu. G.
Kalinin
, A. S.
Kingsep
, V. D.
Korolev
, V. I.
Mizhiritsky
, S. A.
Pikuz
, V. M.
Romanova
, V. P.
Smirnov
, S. I.
Tkachenko
, G. I.
Ustroev
, A. S.
Chernenko
, T. A.
Shelkovenko
, and V. A.
Schagin
, JETP Lett.
87
, 364
(2008
).6.
R. E.
Madden
, S. C.
Bott
, D.
Haas
, Y.
Eshaq
, U.
Ueda
, G.
Collins
, and F. N.
Beg
, Phys. Plasmas
15
, 112701
(2008
).7.
S. C.
Bott
, D. M.
Haas
, Y.
Eshaq
, U.
Ueda
, S. V.
Lebedev
, J. P.
Chittenden
, J. B. A.
Palmer
, S. N.
Bland
, G. N.
Hall
, D. J.
Ampleford
, and F. N.
Beg
, IEEE Trans. Plasma Sci.
36
, 2759
(2008
).8.
R. E.
Madden
, S. C.
Bott
, G.
Collins
IV, and F. N.
Beg
, IEEE Trans. Plasma Sci.
37
, 433
(2009
).9.
G. A.
Mesyats
, T. A.
Shelkovenko
, G. V.
Ivanenkov
, A. V.
Agafonov
, S. Yu.
Savinov
, S. A.
Pikuz
, I. N.
Tilikin
, S. I.
Tkachenko
, S. A.
Chaikovsky
, N. A.
Ratakhin
, V. F.
Feduschak
, V. I.
Oreshkin
, A. V.
Fedyunin
, A. G.
Rousskikh
, N. A.
Labetskaya
, A. P.
Artemov
, D. A.
Hammer
, and D. B.
Sinars
, JETP
111
, 363
(2010
).10.
D. M.
Haas
, S. C.
Bott
, J.
Kim
, D. A.
Mariscal
, R. E.
Madden
, Y.
Eshaq
, U.
Ueda
, G.
Collins
IV, K.
Gunasekera
, F. N.
Beg
, J. P.
Chittenden
, N.
Niasse
, and C. A.
Jennings
, Astrophys. Space Sci.
336
, 33
(2011
).11.
J. L.
Giuliani
, F. N.
Beg
, R. M.
Gilgenbach
, V. L.
Kantsyrev
, B. R.
Kusse
, V. V.
Ivanov
, and R.
Presura
, IEEE Trans. Plasma Sci.
40
, 3246
(2012
).12.
J.
Wu
, L. P.
Wang
, J. J.
Han
, M.
Li
, L.
Sheng
, Y.
Li
, M.
Zhang
, N.
Guo
, T. S.
Lei
, A. C.
Qiu
, and M.
Lv
, Phys. Plasmas
19
, 022702
(2012
).13.
G. W.
Collins
IV, M. P.
Valdivia
, T.
Zick
, R. E.
Madden
, M. G.
Haines
, and F. N.
Beg
, Phys. Plasmas
20
, 042704
(2013
).14.
S.
Toru
, M.
Yasutoshi
, T.
Fumitaka
, S.
Hirotaka
, T.
Takuya
, A.
Nobuyuki
, K.
Takashi
, A.
Tsukasa
, and H.
Nob
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
733
, 28
(2014
).15.
T. A.
Shelkovenko
, S. A.
Pikuz
, R. D.
McBride
, P. F.
Knapp
, H.
Wilhelm
, D. A.
Hammer
, and D. B.
Sinars
, Phys. Plasmas
16
, 050702
(2009
).16.
V. I.
Oreshkin
, Phys. Plasmas
15
, 092103
(2008
).17.
A. G.
Rousskikh
, V. I.
Oreshkin
, S. A.
Chaikovsky
, N. A.
Labetskaya
, A. V.
Shishlov
, I. I.
Beilis
, and R. B.
Baksht
, Phys. Plasmas
15
, 102706
(2008
).18.
V. I.
Oreshkin
, A. G.
Rousskikh
, S. A.
Chaikovsky
, and E. V.
Oreshkin
, Phys. Plasmas
17
, 072703
(2010
).19.
M. G.
Haines
, Plasma Phys. Controlled Fusion
53
, 093001
(2011
).20.
B.
Jons
, C.
Deeney
, C. A.
Coverdale
, P. D.
LePell
, J. L.
McKeeney
, J. P.
Apruzese
, J. W.
Thornhill
, K. G.
Whitney
, R. W.
Clark
, A. L.
Velikovich
, J.
Davis
, Y.
Maron
, V.
Kantsyrev
, A.
Safonova
, and V. I.
Oreshkin
, J. Quant. Spectrosc. Radiative Transfer
99
, 341
(2006
).21.
R. B.
Baksht
, I. M.
Datsko
, A. A.
Kim
, A. Yu.
Labetsky
, S. V.
Loginov
, V. I.
Oreshkin
, A. G.
Rousskikh
, A. V.
Fedyunin
, and A. V.
Shishlov
, Fiz. Plaz.
21
, 959
(1995
).22.
V. V.
Alexandrov
, I. N.
Frolov
, M. V.
Fedulov
, E. V.
Grabovsky
, K. N.
Mitrofanov
, S. L.
Nedoseev
, G. M.
Oleinik
, and G. G.
Zukakischvili
, IEEE Trans. Plasma Sci.
30
, 559
(2002
).23.
S. A.
Chaikovsky
, A. Yu.
Labetsky
, V. I.
Oreshkin
, A. V.
Shishlov
, R. B.
Baksht
, A. V.
Fedunin
, and A. G.
Rousskikh
, Laser Particle Beams
21
, 255
(2003
).24.
V. V.
Vikhrev
and S. I.
Braginsky
, Problems of the Theory of Plasma
(Atomizdat
, Moscow
, 1980
), Issue 10, pp. 243
–318
[in Russian].25.
W. H.
Bennett
, Phys. Rev.
45
, 890
(1934
).26.
27.
R. S.
Pease
, Proc. Phys. Soc. B (London)
70
, 11
(1957
).28.
V. I.
Oreshkin
, Russ. Phys. J.
40
, 1185
(1997
).29.
T. A.
Shelkovenko
, S. A.
Pikuz
, and D. A.
Hammer
et al, Phys. Plasmas
6
, 2840
(1999
).30.
G. V.
Ivanenkov
, S. A.
Pikuz
, D. B.
Sinars
, V.
Stepnevski
, D. A.
Hammer
, and T. A.
Shelkovenko
, Fiz. Plazmy
26
, 927
(2000
).31.
J. P.
Chittender
, A.
Ciardi
, C. A.
Jennigs
, S. V.
Lebedev
, D. A.
Hammer
, S. A.
Pikuz
, and T. A.
Shelkovenko
, Phys. Rev. Lett.
98
, 025003
(2007
).32.
A. P.
Artyomov
, A. V.
Fedyunin
, S. A.
Chaikovsky
, V. I.
Oreshkin
, I. V.
Lavrinovich
, and N. A.
Ratakhin
, Tech. Phys. Lett.
39
, 12
(2013
).33.
N.
Qi
, D. A.
Hammer
, D. H.
Kalantar
, G. D.
Rondeau
, and K. C.
Mittal
, Rev. Sci. Instrum.
61
, 2815
(1990
).34.
F. N.
Beg
, K.
Krushelnick
, P.
Lichtsteiner
, A.
Meakins
, A.
Kennedy
, N.
Kajumba
, G.
Burt
, and A. E.
Dangor
, Appl. Phys. Lett.
82
, 4602
(2003
).35.
S. B.
Hansen
, A. S.
Shlyaptseva
, S. A.
Pikuz
, T. A.
Shelkovenko
, D. B.
Sinars
, K. M.
Chandler
, and D. A.
Hammer
, Phys. Rev. E
70
, 026402
(2004
).36.
S. A.
Pikuz
, D. B.
Sinars
, T. A.
Shelkovenko
, K. M.
Chandler
, D. A.
Hammer
, I. Yu.
Skobelev
, and G. V.
Ivanenkov
, JETP Lett.
76
, 490
(2002
).37.
T. A.
Shelkovenko
, S. A.
Pikuz
, J. D.
Douglass
, R. D.
McBride
, J. B.
Greenly
, and D. A.
Hammer
, IEEE Trans. Plasma Sci.
34
, 2336
(2006
).38.
V. A.
Burtsev
, Н. В.
Kalinin
, and A. V.
Luchinskii
, Electrical Explosion of Conductors and Its Application in Electrophysical Installations
(Energoizdat
, Moscow
, 1990
) [in Russian].39.
V. I.
Oreshkin
, R. B.
Baksht
, A. Yu.
Labetsky
, A. G.
Rousskikh
, A. V.
Shishlov
, P. R.
Levashov
, K. V.
Khishchenko
, and I. V.
Glazyrin
, Tech. Phys.
49
, 843
–848
(2004
).40.
Ya. E.
Krasik
, A.
Grinenko
, A.
Sayapin
, A.
Fedotov
, S.
Efimov
, V. Z.
Gurovich
, and V. I.
Oreshkin
, IEEE Trans. Plasma Sci.
36
, 423
(2008
).41.
V. S.
Sedoy
, G. A.
Mesyats
, V. I.
Oreshkin
, V. V.
Valevich
, and L. I.
Chemesova
, IEEE Trans. Plasma Sci.
27
, 845
(1999
).42.
G. S.
Sarkisov
, P. V.
Sasorov
, K. W.
Struve
, and D. H.
McDaniel
, J. Appl. Phys.
96
, 1674
(2004
).43.
A. G.
Rousskikh
, R. B.
Baksht
, A. Y.
Labetskii
, V. I.
Oreshkin
, A. V.
Shishlov
, and S. A.
Chaikovskii
, Plasma Phys. Rep.
30
, 944
(2004
).44.
V. I.
Oreshkin
, K. V.
Khishchenko
, P. R.
Levashov
, A. G.
Rousskikh
, and S. A.
Chaikovsky
, High Temp.
50
, 584
(2012
).45.
46.
V. I.
Oreshkin
, S. A.
Barengol'ts
, and S. A.
Chaikovsky
, Tech. Phys.
52
, 642
(2007
).47.
A. P.
Artyomov
, S. A.
Chaikovsky
, A. V.
Fedunin
, V. I.
Oreshkin
, S. V.
Shliyahtun
, and I. V.
Lavrinovich
, Russ. Phys. J.
10/3
, 23
(2012
).48.
D.
Mosher
, N.
Qi
, and M.
Krishnan
, IEEE Trans. Plasma. Sci.
26
, 1052
(1999
).49.
A. L.
Velikovich
, J.
Davis
, V. I.
Oreshkin
, J. P.
Apruzese
, R. W.
Clark
, J. W.
Thornhill
, and L. I.
Rudakov
, Phys. Plasmas
8
, 4509
(2001
).50.
V. I.
Oreshkin
, Phys. Plasmas
20
, 112505
(2013
).51.
N. A.
Ratakhin
, V. F.
Fedushchak
, A. A.
Erfort
, N. V.
Zharova
, N. A.
Zhidkova
, S. A.
Chaikovsky
, and V. I.
Oreshkin
, Russ. Phys. J.
50
, 193
(2007
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
