In a number of experiments, the surfaces of condensed matter, for example, the electrodes of pulsed power facilities, are exposed to powerful pulsed X-ray radiation with an energy flux density of ~1 TW/cm2. The source of this radiation can be, for example, Z-pinches formed by current compression of multi-wire liners. Under the effect of this radiation, evaporation and plasma formation processes can occur on the surface of the electrodes. This paper provides a theoretical examination of these processes. In the case where the plasma layer thickness is small compared to the characteristic dimensions of the electrodes, plasma formation can be described by one-dimensional equations of magnetohydrodynamics taking radiation transfer into account. One-dimensional calculations performed for the experimental conditions at the Angara-5-1 facility (energy flux density coming from the pinch, ~0.2 TW/cm2, radiation exposure time ~15 ns, electrode material Fe), have shown that the characteristic plasma temperature in this case is ~40 eV, density ~3 mg/cm3, and its expansion speed is ~60 km/s. It is interesting that the magnetic fields in these experiments, which are relatively small (~0.8 MG) and are incapable to lead to plasma formation, restrain the expansion of the plasma with their pressure and affect its characteristic values and expansion speed. The speed obtained in the calculation is somewhat less than that measured experimentally using an X-ray electron- optical converter (~90 km/s), that may be due to not one dimensional turbulent plasma expansion or due to experimental errors.
В ряде экспериментов поверхности конденсированного вещества, например, электроды электрофизических установок, подвергаются воздействию мощного импульсного рентгеновского излучения с плотностью потока энергии ~1 ТВт/см2. Источником этого излучения могут быть, например, Z-пинчи, образованные при токовом сжатии многопроволочных лайнеров. Под действием этого излучения на поверхности электродов могут идти процессы испарения и плазмообразования. В работе проведено теоретическое рассмотрение этих процессов. В случае когда толщина слоя плазмы мала по сравнению с характерными размерами электродов, плазмообразование можно описывать одномерными уравнениями магнитной гидродинамики с учетом переноса излучения. Одномерные расчеты, проведенные для условий экспериментов, проведенных на установке Ангара-5-1 (плотность потока энергии, приходящая от пинча, ~0.2 ТВт/см2, время действия излучения ~15 нс, материал электродов Fe), показали, что характерная температура плазмы составляет в этом случае ~40 эВ, плотность ~3 мг/см3, а ее скорость разлета ~60 км/с. Интересно, что магнитные поля в этих экспериментах, сами по себе небольшие (~0.8 МГс) и неспособные привести к плазмообразованию, своим давлением сдерживают разлет плазмы и влияют на ее характерные величины и скорость разлета. Полученная в расчете скорость оказалась несколько меньше измеренной экспериментально с помощью рентгеновского электронно-оптического преобразователя (~90 км/с), что, возможно, связано с неодномерным турбулентным разлетом плазмы или погрешностями эксперимента.