Spatially resolved and time-integrated x-ray spectroscopy, combined with modeling of the spectra with detailed radiation kinetics and transport, is a powerful method to study the conditions in a hot moving plasma. K-shell argon spectra were measured from gas puff implosions with different center jet masses on the 1 MA COBRA generator at Cornell University. The outer to inner plenum pressures (1 and 3 psia, respectively) were the same for all shots producing an outer to inner mass ratio of 1:1. This paper uses non-local thermodynamic equilibrium kinetic modeling to infer the ion density, electron temperature, K-shell radiating mass, and K-shell powers from stagnating argon gas puff z-pinch implosion. We find that the implosions with a center jet produced bright spot regions of plasma with higher temperature and density than those without a jet.
References
1.
N. R.
Pereira
and J.
Davis
, J. Appl. Phys.
64
, R1
(1988
).2.
C.
Stallings
, K.
Nielsen
, and R.
Schneider
, Appl. Phys. Lett.
29
, 404
(1976
).3.
C. A.
Coverdale
, C.
Deeney
, P. D.
LePell
, B.
Jones
, J.
Davis
, R. W.
Clark
, J. P.
Apruzese
, J. W.
Thornhill
, and K. G.
Whitney
, Phys. Plasmas
15
, 023107
(2008
).4.
C. A.
Coverdale
, C.
Deeney
, M. R.
Douglas
, J. P.
Apruzese
, K. G.
Whitney
, J. W.
Thornhill
, and J.
Davis
, Phys. Rev. Lett.
88
, 065001
(2002
).5.
P.-A.
Gourdain
, I. C.
Blesener
, J. B.
Greenly
, D. A.
Hammer
, P. F.
Knapp
, B. R.
Kusse
, and P. C.
Schrafel
, Phys. Plasmas
17
, 012706
(2010
).6.
B.
Jones
, J. P.
Apruzese
, A. J.
Harvey-Thompson
, D. J.
Ampleford
, C. A.
Jennings
, S. B.
Hansen
, N. W.
Moore
, D. C.
Lamppa
, D.
Johnson
, M. C.
Jones
, E. M.
Waisman
, C. A.
Coverdale
, M. E.
Cuneo
, G. A.
Rochau
, J. L.
Giuliani
, J. W.
Thornhill
, N. D.
Ouart
, Y. K.
Chong
, A. L.
Velikovich
, A.
Dasgupta
, M.
Krishnan
, and P. L.
Coleman
, Phys. Plasmas
22
, 020706
(2015
).7.
D. J.
Ampleford
, B.
Jones
, C. A.
Jennings
, S. B.
Hansen
, M. E.
Cuneo
, A. J.
Harvey-Thompson
, G. A.
Rochau
, C. A.
Coverdale
, A. R.
Laspe
, T. M.
Flanagan
, N. W.
Moore
, D. B.
Sinars
, D. C.
Lamppa
, E. C.
Harding
, J. W.
Thornhill
, J. L.
Giuliani
, Y.-K.
Chong
, J. P.
Apruzese
, A. L.
Velikovich
, A.
Dasgupta
, N.
Ouart
, W. A.
Sygar
, M. E.
Savage
, J. K.
Moore
, R.
Focia
, T. C.
Wagoner
, K. L.
Killebrew
, A. D.
Edens
, G. S.
Dunham
, M. C.
Jones
, P. W.
Lake
, D. S.
Nielsen
, M.
Wu
, A. L.
Carlson
, M. D.
Kernahan
, C. R.
Ball
, R. D.
Scharberg
, T. D.
Mulville
, E. W.
Breden
, C. S.
Speas
, G.
Olivas
, M. A.
Sullivan
, A. J.
York
, D. W.
Justus
, J. C.
Cisneros
, T.
Strizic
, J.
Reneker
, M.
Cleveland
, M. P.
Vigil
, G.
Robertson
, D.
Sandoval
, C.
Cox
, A. J.
Maurer
, D. A.
Graham
, N. B.
Huynh
, S.
Toledo
, L. P.
Molina
, M. R.
Lopez
, F. W.
Long
, G. R.
McKee
, J. L.
Porter
, and M. C.
Herrmann
, Phys. Plasmas
21
, 056708
(2014
).8.
N.
Qi
, E. W.
Rosenberg
, P. A.
Gourdain
, P. W. L.
de Grouchy
, B. R.
Kusse
, D. A.
Hammer
, K. S.
Bell
, T. A.
Shelkovenko
, W. M.
Potter
, L.
Atoyan
, A. D.
Cahill
, M.
Evans
, J. B.
Greenly
, C. L.
Hoyt
, S. A.
Pikuz
, P. C.
Schrafel
, E.
Kroupp
, A.
Fisher
, and Y.
Maron
, Phys. Plasmas
21
, 112702
(2014
).9.
A.
Harvey-Thompson
, C.
Jennings
, B.
Jones
, D.
Ampleford
, D.
Lamppa
, C.
Coverdale
, M.
Cuneo
, S.
Hansen
, M.
Jones
, N.
Moore
, G.
Rochau
, J.
Apruzese
, J.
Giuliani
, and J.
Thornhill
, “Investigating the effect of adding an on-axis jet to ar gas puff z pinches on Z
,” Phys. Plasmas
(unpublished).10.
D. D.
Ryutov
, M. S.
Derzon
, and M. K.
Matzen
, Rev. Mod. Phys.
72
, 167
(2000
).11.
M. G.
Haines
, Plasma Phys. Controlled Fusion
53
, 093001
(2011
).12.
J. L.
Giuliani
and R. J.
Commisso
, IEEE Trans. Plasma Sci.
43
, 2385
(2015
).13.
C.
Coverdale
, B.
Jones
, D.
Ampleford
, J.
Chittenden
, C.
Jennings
, J.
Thornhill
, J.
Apruzese
, R.
Clark
, K.
Whitney
, A.
Dasgupta
, J.
Davis
, J.
Guiliani
, P.
LePell
, C.
Deeney
, D.
Sinars
, and M.
Cuneo
, High Energy Density Phys.
6
, 143
(2010
).14.
A. L.
Velikovich
, F. L.
Cochran
, and J.
Davis
, Phys. Rev. Lett.
77
, 853
(1996
).15.
P. W.
de Grouchy
, E.
Rosenberg
, N.
Qi
, B. R.
Kusse
, E.
Kroupp
, A.
Fisher
, Y.
Maron
, and D. A.
Hammer
, AIP Conf. Proc.
1639
, 43
(2014
).16.
N.
Qi
, P.
de Grouchy
, P. C.
Schrafel
, L.
Atoyan
, W. M.
Potter
, A. D.
Cahill
, P.-A.
Gourdain
, J. B.
Greenly
, D. A.
Hammer
, C. L.
Hoyt
, B. R.
Kusse
, S. A.
Pikuz
, and T. A.
Shelkovenko
, AIP Conf. Proc.
1639
, 51
(2014
).17.
S. A.
Pikuz
, J. D.
Douglass
, T. A.
Shelkovenko
, D. B.
Sinars
, and D. A.
Hammer
, Rev. Sci. Instrum.
79
, 013106
(2008
).18.
M. F.
Gu
, Canadian J. Phys.
86
, 675
(2008
).19.
J.
Apruzese
, J.
Davis
, D.
Duston
, and K.
Whitney
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
23
, 479
(1980
).20.
J.
Apruzese
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
25
, 419
(1981
).21.
J.
Apruzese
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
34
, 447
(1985
).22.
R.
Clark
, J.
Davis
, J.
Apruzese
, and J.
Giuliani
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
53
, 307
(1995
).23.
A.
Dasgupta
, R. W.
Clark
, J. L.
Giuliani
, W. J.
Thornhill
, J. P.
Apruzese
, B.
Jones
, and D. J.
Ampleford
, New Trends in Atomic and Molecular Physics
(Springer Science + Business Media
, 2013
), pp. 67
–90
.24.
A.
Dasgupta
, R.
Clark
, J.
Giuliani
, N.
Ouart
, B.
Jones
, D.
Ampleford
, and S.
Hansen
, High Energy Density Phys.
9
, 347
(2013
).25.
J.
Apruzese
, K.
Whitney
, J.
Davis
, and P.
Kepple
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
57
, 41
(1997
).26.
M.
Coulter
, K.
Whitney
, and J.
Thornhill
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
44
, 443
(1990
).27.
K. G.
Whitney
, J. W.
Thornhill
, J. P.
Apruzese
, and J.
Davis
, J. Appl. Phys.
67
, 1725
(1990
).28.
K. G.
Whitney
, J. W.
Thornhill
, J. L.
Giuliani
, J.
Davis
, L. A.
Miles
, E. E.
Nolting
, V. L.
Kenyon
, W. A.
Speicer
, J. A.
Draper
, C. R.
Parsons
, P.
Dang
, R. B.
Spielman
, T. J.
Nash
, J. S.
McGurn
, L. E.
Ruggles
, C.
Deeney
, R. R.
Prasad
, and L.
Warren
, Phys. Rev. E
50
, 2166
(1994
).29.
V.
Tangri
, A.
Harvey-Thompson
, J.
Giuliani
, J.
Thornhill
, A.
Velikovich
, J.
Apruzese
, N.
Ouart
, A.
Dasgupta
, B.
Jones
, and C.
Jennings
, “Simulations of ar gas-puff z-pinch radiation sources with double shells and central jets on the Z generator
,” Phys. Plasmas
(unpublished).30.
J. P.
Apruzese
, J. L.
Giuliani
, J. W.
Thornhill
, C. A.
Coverdale
, B.
Jones
, and D. J.
Ampleford
, Phys. Plasmas
20
, 022707
(2013
).31.
C. A.
Jennings
, D. J.
Ampleford
, D. C.
Lamppa
, S. B.
Hansen
, B.
Jones
, A. J.
Harvey-Thompson
, M.
Jobe
, T.
Strizic
, J.
Reneker
, G. A.
Rochau
, and M. E.
Cuneo
, Phys. Plasmas
22
, 056316
(2015
).32.
D.
Ampleford
, C.
Jennings
, S.
Hansen
, A.
Harvey-Thompson
, G.
Rochau
, D.
Lamppa
, B.
Jones
, A.
Dasgupta
, J.
Giuliani
, and J.
Thornhill
, Bulletin of the American Physical Society 57th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
(American Physical Society
, 2015
), p. 100
.2016
U.S. Government
You do not currently have access to this content.
