بررسی تأثیر طول عایق بر عملکرد دستگاه پلاسمای کانونی 4 کیلوژول از نظر گسیل پرتو اشعه ایکس و یون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه فیزیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد، نجف آباد، ایران

چکیده

در این مقاله تأثیر طول‌های مختلف عایق‌ پیرکس بر شدت اشعه ایکس نرم، اشعه ایکس سخت و انتشار یون تولید شده توسط دستگاه پلاسمای کانونی 4 کیلوژول دانشگاه صنعتی امیرکبیر به‌طور همزمان بررسی شده­ است. ماده عایق مورد استفاده پیرکس بوده و طول آن از 30 تا 60 میلی‌متر با گام های 5 میلی‌متری متغیر بوده ­است. سه فشار مختلف گاز نئون برای تزریق در دستگاه 6، 7، و 8 تور، در آزمایش مورد استفاده قرار گرفته ­است. برای اندازه‌گیری شدت اشعه ایکس سخت و نرم به‌ترتیب از آشکارساز سوسوزن و فوتودیود PIN و برای اندازه گیری گسیل یون از فنجان‌های فارادی استفاده شد. یافته‌ها نشان می‌­دهد که طول 45 میلی‌متر حداکثر انتشار یون را ایجاد می‌­کند، در حالی‌که یک عایق 50 میلی‌متر شدت بیش‌تری را برای اشعه ایکس نرم و سخت ایجاد می‌­کند. برای به‌دست آوردن بهترین عملکرد دستگاه با در نظر گرفتن همه خروجی‌­ها، محاسباتی بر پایه الگوریتم­های بهینه سازی به‌­کار برده ­شده ­است و در نتیجه این محاسبات ضریبی که در این تحقیق به‌عنوان ضریب عملکرد نامیده ­شده به‌دست آمده ­است. بر اساس مقادیر این ضریب، بهترین عملکرد با طول 50 میلی‌متر و فشار گاز 8 تور حاصل می‌­شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of insulator length on the performance of a 4 KJ plasma focus devise in terms of Hard and Soft X-ray signals and ion emission

نویسنده [English]

  • Saeideh Koohestani
Department of Physics, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده [English]

The current study investigated the impact of different lengths of Pyrex insulators on the intensity of soft X-ray (SXR), hard X-ray (HXR), and ion emission generated by a 4-kJ plasma focus device (APF), simultaneously. The insulator material used was Pyrex, and its length was varied from 30 to 60 mm. Three different neon filling gas pressures, namely 6, 7, and 8 Tor, were utilized in the experiments. The findings indicate that the length of 45 mm yields the maximum ion emission, whereas a 50 mm insulator produces higher intensities for both HXR and SXR. To obtain the best performance of the device considering all outputs, a mathematical analysis is employed, resulting in a value named as PN. Based on the results of the analysis, the best performance is achieved with a length of 50 mm and a gas pressure of 8 Torr.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hard X-ray
  • Soft X-ray
  • Neon ion
  • Plasma focus device
  • Insulator length

مراجع

  1. S. Koohestani, M. Habibi, R. Amrollahi, R. Baghdadi, A. Roomi. Effect of quartz and pyrex insulators length on hard-X ray signals in APF plasma focus device. J. Fusion Energ. 30 (2011) 68-71.
  2. S. Koohestani, M. Habibi, R. Amrollahi. Study of the effect of pyrex and quartz insulators on X-ray intensity in a 4 kJ plasma focus device. European Phys. J. D. 67 (2013) 1-6.
  3. R. S. Rawat, T. Zhang, C. B. L. Phua, J. X. Y. Then, K. A. Chandra, X. Lin, P. Lee. Effect of insulator sleeve length on soft x-ray emission from a neon-filled plasma focus device. Plasma Sources Sci. Technol. 13 (4) (2004) 569.
  4. T. Zhang, X. Lin, K. A. Chandra, T. L. Tan, S. V. Springham, A. Patran, R. S. Rawat. Current sheath curvature correlation with the neon soft x-ray emission from plasma focus device. Plasma Sources Sci. and Technol. 14 (2) (2005) 368.
  5. M. A. Mohammadi, S. Sobhanian, C. S. Wong, S. Lee, P. Lee, R. S. Rawat. The effect of anode shape on neon soft X-ray emissions and current sheath configuration in plasma focus device. J. Phys. D: Appl. Phys. 42 (4) (2009) 045203.
  6. S. Hussain, M. Shafiq, M. A. Badar, M. Zakaullah. Effect of insulator sleeve material on the x-ray emission from a plasma focus device. Phys. Plasmas 17 (9) (2010) 092705.
  7. M. Momenei, Z. Khodabakhshei, N. Panahi, M. A. Mohammadi. Experimental investigation of the effect of insulator sleeve length on the time to pinch and multipinch formation in the plasma focus facility. J. Theor. Appl. Phys. 11 (2017) 59-62.
  8. S. Koohestani, M. Habibi, A. Dehkordi. Investigation of the Effect of Insulator Sleeves on the Ion Emission in a 4kJ Plasma Focus Device. Radiat. Phys. Eng. 2 (3) (2021) 17-23.
  9. H. P. Randy, S. S. Loke, P. Lee, R. S. Rawat, S. Lee. Effects of insulator sleeve length on neutron and X-ray emissions from deuterium filled dense plasma focus device. 30th European Phys. Soc. Conf. Controlled Fusion Plasma Phys. Vol. 27A, 2003, pp. 1-208.
  10. R. K. Rout, A. B. Garg, A. Shyam, M. Srinivasan. Influence of electrode and insulator materials on the neutron emission in a low energy plasma focus device. IEEE Trans. Plasma Sci. 23 (6) (1995) 996-1000.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار