Свойства криптона при ударно-волновом и квазиизэнтропическом сжатиях в области давлений до 2700 ГПa

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

С применением полусферических генераторов ударных волн на основной адиабате Гюгонио в области давлений Р ≈ 140–255 ГПа измерены плотность ударно-сжатого жидкого криптона ρ ≈ 9 г/см3 и температура T ≈ 55000 К. С использованием устройств сферической геометрии газообразный криптон сжат до плотности ρ ≈ 20 г/см3 давлением Р ≈ 2700 ГПа при температуре T ≈ 120000 К. Эксперимент выполнен на рентгенографическом комплексе РГК-Б-Л ВНИИЭФ, состоящем из бетатронов БИМ 234.3000 с граничной энергией 60 МэВ, используемых в мультиимпульсном режиме генерации тормозного излучения с многоканальной оптико-электронной системой регистрации рентгеновских изображений. Приведены конструкции экспериментальных устройств, выполнены оценки термодинамических параметров плазмы криптона, достигаемые в использованных устройствах. Выполнен анализ полученных данных и сравнение с данными из других публикаций. Сжатие криптона до плотности ρ ≈ 20 г/см3 давлением Р ≈ 2700 ГПа является рекордным достижением на данный период времени.

Об авторах

М. А. Мочалов

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Саров, Россия; Нижний Новгород, Россия

Р. И. Илькаев

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Саров, Россия

С. В. Ерунов

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Саров, Россия; Нижний Новгород, Россия

А. О. Бликов

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Саров, Россия; Нижний Новгород, Россия

В. А. Огородников

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Саров, Россия; Нижний Новгород, Россия

С. Е. Елфимов

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Саров, Россия

В. А. Аринин

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Саров, Россия

В. А. Комраков

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Саров, Россия

М. И. Лихутов

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева

Email: postmaster@ifv.vniief.ru
Саров, Россия; Нижний Новгород, Россия

И. П. Максимкин

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Саров, Россия

В. К. Грязнов

Федеральный исследовательский центр химической физики и медицинской химии РАН

Черноголовка, Россия

И. Л. Иосилевский

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический Институт (Государственный университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

П. Р. Левашов

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический Институт (Государственный университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

Д. Г. Минаков

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический Институт (Государственный университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

М. А. Парамонов

Объединенный институт высоких температур РАН; Московский физико-технический Институт (Государственный университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

Список литературы

  1. M. van Thiel and B. Alder, J. Chem. Phys. 44, 1056 (1966).
  2. R. N. Keeler, M. van Thiel, and B. J. Alder, Physica 31, 1437 (1965).
  3. M. Ross, W. Nellis, and A. Mitchell, J. Chem. Phys. 68, 532 (1979).
  4. W. J. Nellis, M. van Thiel, and A. C. Mitchel, Phys. Rev. Lett. 48, 816 (1982).
  5. M. Ross, Phys. Rev. A 8, 1466 (1973).
  6. W. Seitz and W. Wackerle, Bull. Amer. Phys. Soc. 17, 1093 (1972).
  7. R.D. Dick, R. H. Warnes, and J. Skalyo, J. Chem. Phys. 53(5), 1648 (1970).
  8. P. L. Lagus and T. J. Ahrens, J. Chem. Phys. 59(7), 3517 (1973).
  9. В. Н. Зубарев, Г. С. Телегин, ДАН СССР 142(2), 309 (1962).
  10. W. Nellis and A. Mitchell, J. Chem. Phys, 73, 6137 (1980).
  11. R.D. Dick, J. Chem. Phys. 52, 6021 (1970).
  12. H. B. Radousky, W. J. Nellis, M. Ross, D. C. Hamilton, and A. C. Mitchell, Phys. Rev. Lett. 57, 2419 (1986).
  13. W. J. Nellis, H. B. Radousky, D. C. Hamilton, A. C. Mitchell, and N. C. Holmes, J. Chem. Phys, 93(3), 2244 (1991).
  14. М. А. Мочалов, М. В. Жерноклетов, Р. И. Илькаев, А.Л. Михайлов, В. Е. Фортов, ЖЭТФ 137(1), 77 (2010).
  15. Ф. В. Григорьев, С. Б. Кормер, О. Л. Михайлова, М. А. Мочалов, В. Д. Урлин, ЖЭТФ 88, 1271 (1985).
  16. В. К. Грязнов, М. В. Жерноклетов, И. Л. Иосилевский, А. Н. Шуйкин, А. Л. Михайлов, Р. И. Илькаев, А. Е. Ковалев, М. А. Мочалов, С. И. Киршанов, С. И. Григорьев, А. Б. Межевов, М. Г. Новиков, Свойства жидкого аргона при ударном сжатии в области давлений 130-530 ГПа. Сборник докладов: VII Харитоновские тематические научные чтения, под ред. д-ра технических наук А. Л. Михайлова, РФЯЦВНИИЭФ, Саров (2005), c. 326.
  17. M. V. Zernokletov, R. I. Il’kaev, S. I. Kirshanov, T. S. Lebedeva, A. L. Mikhaylov, M. A. Mochalov, A. N. Shuikin, and V. E. Fortov, Experimental measurement of compressibility and temperature in shock-compressed liquid xenon in pressure range up to 350 GPa. Shock Compression of Condensed Matter-2003, ed. by M. D. Furnish, M. D. Gupta, and J. W. Forbes, AIP, Oregon (USA) (2004), p. 129.
  18. V. E. Fortov, V.K. Gryaznov, V. B. Mintsev, V. Ya. Ternovoi, I. L. Iosilevski, M. V. Zhernokletov, and M. А. Mochalov, Contribution to Plasma Physics 41(2–3), 215 (2001).
  19. В. Д. Глуходедов, С. И. Киршанов, Т. С. Лебедева, М. А. Мочалов, ЖЭТФ 116(2(8)), 551 (1999).
  20. В. Д. Урлин, М. А. Мочалов, О. Л. Михайлова, Математическое моделирование 3, 42 (1991).
  21. V. D. Urlin, M. A. Mochalov, O. L. Mikhailova, Hiqh Pressure Research 8, 595 (1992).
  22. В. Д. Урлин, М. А. Мочалов, О. Л. Михайлова, ТВТ 38(2), 227 (2000).
  23. И. А. Адамская, Ф. В. Григорьев, О. Л. Михайлова, М. А. Мочалов, А. И. Соколова, В. Д. Урлин, ЖЭТФ 93(2(8)), 647 (1987).
  24. О. Л. Михайлова, М. А. Мочалов, В. Д. Урлин, Математическое моделирование 4(12), 162 (1992).
  25. В. Д. Урлин, М. А. Мочалов, О. Л. Михайлова, ЖЭТФ 111(6), 2099 (1997).
  26. В. А. Аринин, О. Л. Михайлова, М. А. Мочалов, В. Д. Урлин, Письма в ЖЭТФ 87(4), 240 (2008).
  27. Л. А. Гатилов, В. Д. Глуходедов, Ф. В. Григорьев, С. Б. Кормер, Л. В. Кулешова, М. А. Мочалов, ПМТФ 1, 99 (1985).
  28. V. D. Glukhodedov, S. I. Kirshanov, T. S. Lebedeva, and M. A. Mochalov, Electric conductivity of liquid argon, krypton and xenon under shock compression up to pressure of 90 GPa. Shock Compression of Condensed Matter – 1999, ed. by M. D. Furnish, L. C. Chhabildas, and R. S. Hixson, AIP, Utah (USA) (2000), p. 983.
  29. В. Е. Фортов, В. Я. Терновой, М. В. Жерноклетов, М. А. Мочалов, А. Л. Михайлов, А. С. Филимонов, А. А. Пяллинг, В. Б. Минцев, В. К. Грязнов, И. Л. Иоселевский, ЖЭТФ 124, 288 (2003).
  30. Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных газодинамических явлений, 3-е изд., испр., Физматлит, M. (2008), 652 c.
  31. T. R. Mattsson, S. Root, Ann Mattsson, L. Schulenburger, R. J. Magyar, and D. G. Flicker, Phys. Rev. 90, 184105 (2014).
  32. Г. Э. Норман, А. Н. Старостин, ТВТ 8, 413 (1970).
  33. В. Эбелинг , А. Фёрстер, В. Фортов, В. Грязнов, А.Полищук, Теплофизические свойства горячей плотной плазмы, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, Ижевск (2007), 405 с.
  34. W. L. Quan , Q. F. Chen, Z. J. Fu, X. Sun, W. Zheng, and Y. J. Gu, Phys. Rev. E 91, 023106 (2015).
  35. H. Dienemann, G. Clemens, and W. D. Kraeft, Ann. Phys. 37, 6, 444 (1980).
  36. М. А. Мочалов, Р. И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., ЖЭТФ 163, 439 (2023).
  37. M. V. Zhernokletov, T. S. Lebedeva, A. B. Medvedev, M. A. Mochalov, A. N. Shuykin, V. E. Fortov, Thermodynamic parameters and equation of state of low-density SiO2 aerogel, in Shock Compression of Condensed Matter – 2001, ed. by M. D. Furnish, N. N. Thadhani, and Y. Horie, AIP, Georgia (USA) (2001), p. 763.
  38. Д. Г. Гордеев, Л. Ф. Гударенко, М. В. Жерноклетов, В. Г. Куделькин, М. А. Мочалов, ФГВ 44(2), 61 (2008).
  39. В. А. Рабинович, А. А. Вассерман, В. И. Недоступ, Л. С. Векслер, Теплофизические свойства неона, аргона, криптона и ксенона, Изд-во стандартов, М. (1976), 636 c.
  40. SESAME: The Los Alamos National Laboratory Equation of State. Database Stanford P. Lyon, James D. Johnson, Group T-1, LA-UR-92-3407 (1995).
  41. Yu. P. Kuropatkin, V.D. Mironenko, V. N. Suvorov et al. (Collaboration), in 11th IEEE Pulsed Power Conf., Digest of Technical Papers, ed. by G. Cooperstein and I. Vitkovitsky, Baltimor, Maryland, USA (1997), p. 1669.
  42. V. A. Arinin and B. I. Tkachenko, Pattern Recognition and Image Analysis 19, 63 (2010).
  43. Н. Ф. Гаврилов, Г. Г. Иванова, В. И. Селин, В. Н. Софронов, ВАНТ Сер.: Методики и программы численные решения задач математической физики 3, 11 (1982).
  44. V. Gryaznov and I. Iosilevskiy, J. Phys. A: Math. Theor. 42, 214007 (2009).
  45. V. Gryaznov, I. Iosilevskiy, and V. Fortov, Plasma Phys. Control. Fusion 8 014012 (2015).
  46. В. К. Грязнов, И. Л. Иосилевский, В. Е. Фортов, в кн. Ударные волны и экстремальные состояния вещества, под ред. В. Е. Фортова, Л. В. Альтшулера, Р. Ф. Трунина, А.И. Фунтикова, Наука, М. (2000), с. 342.
  47. В. Эбелинг, А. Фёрстер, В. Фортов и др., Теплофизические свойства горячей плотной плазмы, НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, Ижевск (2007), 405 с.
  48. М. А. Мочалов, Р. И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., ЖЭТФ 59 (2021).
  49. М. А. Мочалов, Р. И. Илькаев, В. Е. Фортов и др., ЖЭТФ 160, 735 (2021).
  50. D. A. Young, A soft-sphere model for liquid metals, UCRL-52352, LLNL, Univ. California (1977), 15 p.
  51. W. L. Quan, Q. F. Chen, Z. J. Fu, X. W. Sun, J. Zheng, and Y. J. Gu, Phys. Rev. E 91, 023106 (2015).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024