Малогабаритный рентгеновский радиограф на основе плазменной пушки

Приведены результаты экспериментов по созданию плазменного источника излучения с малыми пространственными размерами для импульсной радиографии в мягком рентгеновском диапазоне спектра. Излучающая горячая плазма создавалась при сжатии плазменной струи импульсом тока с амплитудой $I_m$ = 215 kA и временем нарастания $T_{\mathrm{fr}}$ = 200 ns. Для формирования струи использовалась плазменная пушка на основе дугового разряда ($I_m$ = 8.5 kA, $T_{\mathrm{fr}}$ = 6 $\mu$s), инициируемого пробоем по поверхности диэлектрика в вакууме. Эксперименты проводились с плазменными струями из алюминия, олова, меди и железа. При межэлектродном лазере сильноточного генератора 1.3–1.5 mm формировался единичный источник излучения – точечный $z$-пинч (PZ-пинч). Наименьшие пространственные размеры излучающей области были получены при использовании алюминия и олова. Для струн из олова диаметр излучающей области составлял 7 $\pm$ 2 $\mu$m, а ее высота 17 $\pm$ 2 $\mu$m. Длительность импульса излучения на полувысоте составляла 2–3 ns. Полный за импульс выход излучения в спектральном диапазоне 1.56–1.9 keV составил для пинча из алюминия – 30–50 mJ, для пинча из олова – 10–30 mJ. Разработанный метод позволяет проводить радиографические исследования микрообъектов (в том числе биологических) толщиной 1–1000 $\mu$m с пространственным (10–20 $\mu$m) и временным (2–3 ns) разрешением.