Thesis

Experimentos de Z-Pinch con Arreglos de Alambres Delgados

Thesis for: Magister, Advisor: Ian Mitchell - Mario Favre

ABSTRACT En este trabajo se presenta una investigaci´on de la din´amica de experimentos del
tipo Z–pinch con arreglos de alambres formados completamente o parcialmente con
fibras diel´ectricas deuteradas (poliestereno deuterado – CD). Los resultados de estos
experimentos mostraron que la din´amica para arreglos conteniendo fibras de CD es
muy distinta de los arreglos que solo son compuestos por fibras met´alicas. B´asicamente,
los arreglos formados por fibras diel´ectricas no colapsaron en descargas con niveles de
corriente a trav´es del plasma de 1 MA (� 250 ns), con lo cual, no se produce un Z–pinch
denso de CD, y por tanto no se registra emisi´on de neutrones.
Se observo que la presencia de arreglos met´alicos no ayud´o en la implosi´on de los
arreglos diel´ectricos de CD, concluy´endose, que el plasma met´alico solo represento un
camino alternativo para la corriente, reduciendo de esta forma, la corriente a trav´es de
los n´ucleos de la fibras diel´ectricas de CD.
El an´alisis de los resultados de estos experimentos, indic´o bajas tasas de ablaci´on
de material (plasma) desde las fibras de CD, encontr´andose que ´estas son menores con
respecto a las encontradas en arreglos met´alicos formados con fibras de Aluminio. Una
posible explicaci´on de este hecho, postula que la velocidad de ablaci´on del plasma de
CD es mayor que la encontrada en los arreglos met´alicos de Aluminio. Sin embargo, este
hecho no es claramente comprendido.
Una raz´on obvia, para explicar las bajas tasas de ablaci´on de plasma de CD, se
encuentra en la alta resistencia de las fibras de CD, que puede implicar una fracci´on
menor de corriente fluyendo a trav´es de los n´ucleos de estas fibras diel´ectricas, comparada
con la que se conduce a trav´es del plasma coronal formado.
Un experimento realizado con alambres anidados en la configuraci´on de alta inductancia
(arreglo externo de fibras CD y arreglo interno de fibras met´alicas), produjo
resultados muy inesperados y novedosos. Estos resultados muestran como el arreglo met´alico present´o una diferencia significativa en la tasa de ablaci´on de material entre la
mitad superior (m´as cercana al an´odo) y la mitad inferior del arreglo (m´as cercana al
c´atodo); mostrando incluso, una diferencia significativa en los diam´etros de los n´ucleos
de estas fibras entre la mitad superior e inferior del arreglo. Un estudio posterior, realizado
con esta misma configuraci´on para el arreglo met´alico, pero sin un arreglo externo,
presento resultados id´enticos, observ´andose la influencia nula del arreglo con fibras de
CD en la aparici´on de este fen´omeno. Se postula, que este fen´omeno aparece producto de
un efecto de la polaridad del campo el´ectrico radial, que aparece con esta configuraci´on
de alta inductancia.

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