RU2266628C2

RU2266628C2 - Method for generation of short-pulse x-ray and corpuscular emission during transformation of substance to extreme states under conditions of decreased voltage use

Info

Publication number: RU2266628C2
Application number: RU2002128192/28A
Authority: RU
Inventors: В.А. Скворцов (RU); В.А. Скворцов; Надежда Ильинична Фогель (DE); Надежда Ильинична ФОГЕЛЬ
Original assignee: Скворцов Владимир Анатольевич; Надежда Ильинична ФОГЕЛЬ
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2005-12-20
Also published as: RU2002128192A

Abstract

FIELD: technologies for generation of short-pulse x-ray and corpuscular emission during transformation of substance to extreme state under conditions of decreased voltage use.

SUBSTANCE: new method for generation of short-pulse x-ray and corpuscular (electrons, multi-charge ions) emission during transformation of substance to extreme states, on basis of dense plasma use, includes forming plasma during initiation (with use of focused laser pulses or electro-explosions of micro-conductors) of vacuum-spark and arc charges with lowered applied voltages (12-300 V) in micro-gaps ( with inter-electrode distances 50-100 mcm). Method allows to produce pulses ( with picosecond and nanosecond duration) of isotropic and sharp-directed (with angular divergence 10^-4 radians) of x-ray emission.

EFFECT: compact devices with increased safety degree, using lower applied voltage.

4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к рентгеновской технике и технике генерирования корпускулярного излучения (электроны, многозарядные ионы), которое, в свою очередь, может быть использовано в электронно-лучевых и ионно-плазменных технологиях (включая ионную имплантацию в микро- и наноэлектронике). Рассмотренный ниже способ генерации рентгеновского и корпускулярного излучения может быть использован в медицине (для диагностики мягких тканей и лучевой терапии); в рентгеновской и ядерной спектроскопии, для структурного анализа вещества; при создании новых компактных приборов и технических систем (настольного типа), предназначенных для более эффективных, безопасных и экономически более выгодных исследований физических свойств новых веществ и конструкционных материалов, которые в настоящее время проводятся с использованием дорогостоящих и экологически вредных систем импульсной энергетики (сильноточные ускорители, сверхмощные лазеры, взрывные камеры и т.п.).The invention relates to x-ray technology and the technique of generating corpuscular radiation (electrons, multiply charged ions), which, in turn, can be used in electron beam and ion-plasma technologies (including ion implantation in micro- and nanoelectronics). The method for generating x-ray and particle radiation, discussed below, can be used in medicine (for the diagnosis of soft tissues and radiation therapy); in x-ray and nuclear spectroscopy, for structural analysis of matter; when creating new compact devices and technical systems (benchtop type) designed for more efficient, safe and cost-effective studies of the physical properties of new substances and structural materials, which are currently carried out using expensive and environmentally harmful pulsed energy systems (high-current accelerators, heavy duty lasers, explosive cameras, etc.).

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается новый способ генерации пикосекундных импульсов рентгеновского излучения (мягкого и жесткого, направленного и изотропного, некогерентного и немонохроматического, а также когерентного и квазимонохроматического (т.е. лазерного) излучения и корпускулярного излучения (электроны и многозарядные ионы) из микрообъемов плотной плазмы вакуумно-искровых и дуговых разрядов, когда используется пониженное прикладываемое напряжение 12-300 В; межэлектродные зазоры 50-100 мкм; сфокусированный лазерный импульс или электровзрыв микропроводника для инициирования микрообъемов плотной плазмы вакуумно-искровых и дуговых разрядов, а также сеточный анод или анод, имеющий сквозное отверстие (чтобы улетали электроны и ионы и уносили избыточную энергию, см., например, работы [1-8]), вблизи которого, в свою очередь, в режимах контактного коллапса происходит развитие микроплазменного фокуса, сопровождаемого переходом вещества в экстремальные состояния, характеризуемые высокими плотностями удельной внутренней энергии (вплоть до десятков МДж/г) и высокими давлениями (в десятки и сотни Мбар). Такое рентгеновское и корпускулярное излучение является очень коротким по длительности: жесткое рентгеновское излучение (и генерация микропучков электронов и многозарядных ионов) длится обычно от нескольких пикосекунд до нескольких десятков пикосекунд, длительность мягкого рентгеновского излучения не превышает наносекунд. Указанное излучение происходит после окончания действия, инициирующих вакуумно-искровые и дуговые разряды, импульсные источники энергии (пикосекундное лазерное излучение или электровзрыв микропроводников), спустя наносекунды (или десятки наносекунд).The essence of the invention lies in the fact that a new method for generating picosecond pulses of x-ray radiation (soft and hard, directional and isotropic, incoherent and non-monochromatic, as well as coherent and quasi-monochromatic (i.e. laser) radiation and corpuscular radiation (electrons and multiply charged ions) is proposed from microvolumes of a dense plasma of vacuum-spark and arc discharges when a reduced applied voltage of 12-300 V is used; interelectrode gaps of 50-100 μm; focused laser impulse or electric explosion of a microwire to initiate microvolumes of a dense plasma of vacuum-spark and arc discharges, as well as a grid anode or anode having a through hole (so that electrons and ions fly away and carry away excess energy, see, for example, [1–8]) , near which, in turn, in the regimes of contact collapse, a microplasma focus develops, accompanied by the transition of matter to extreme states characterized by high specific energy densities (up to tens of MJ / g) and high pressures (in tens and hundreds of Mbar). Such x-ray and particle radiation is very short in duration: hard x-ray radiation (and the generation of electron microwaves and multiply charged ions) usually lasts from several picoseconds to several tens of picoseconds, the duration of soft x-ray radiation does not exceed nanoseconds. The specified radiation occurs after the action initiating vacuum-spark and arc discharges, pulsed energy sources (picosecond laser radiation or electric explosion of microconductors), after nanoseconds (or tens of nanoseconds).

Способ основан на инициировании в плотной плазме взаимосвязанных быстропротекающих нелинейных физических процессов: токовой фокусировки и дефокусировки; генерации "стреляющих" солитонов; развитии перегревной неустойчивости; плазменного размыкания в неидеальной плазме во время перехода "металл-диэлектрик" (имеется в виду переход Мотта, когда в плотной низкотемпературной плазме резко понижается проводимость вещества, см. [9]); образовании микроплазменного фокуса. Все эти процессы происходят в плотной плазме, создаваемой при инициировании с помощью сфокусированного лазерного излучения (см. схему инициирования на Фиг.1) или с помощью электровзрыва микропроволников (микромостиков) вакуумно-искровых и дуговых разрядов, работающих при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях (как показывают расчеты [7], даже при 12 В), когда в ходе развития разрядов в плотной плазме вследствие токовой фокусировки плотности токов достигают в микрообъемах сверхвысоких значений J≥10⁹А/см² (см. Фиг.2), приводящей к развитию перегревной неустойчивости плазмы и, как следствие, - к росту температуры (вплоть до кэВ-значений, см. Фиг.3). При этом вещество переходит (тоже на пикосекундные времена) в экстремальные состояния (со сверхвысокими удельными энерговкладами и давлениями, см. Фиг.4), что сопровождается генерацией мягкого рентгеновского излучения (см. Фиг.3) и образованием пикосекундных импульсов потоков выстреливаемых из плотной плазмы электронов и летящих вслед за ними многозарядных ионов. Здесь для иллюстрации на Фиг.2-4 представлены пространственные распределения плотности тока, электронной температуры и давления плазмы, соответственно для указанных в подрисуночных надписях моментов времени. Эти пространственные распределения построены по результатам расчетов, выполненных для случая медных электродов, причем один электрод - анод, имеющий сквозное отверстие, расположен на расстоянии 50 мкм от облучаемого лазером катода, прикладываемое внешнее напряжение было равно 150 В, лазерный импульс (длительностью по полувысоте 100 пкс, с параметрами, аналогичными экспериментам [8]), проходя через отверстие в аноде, нагревал пятно на катоде (диаметром в 40 мкм, толщиной в 6 мкм) до температуры Т_е=T_i=20 эВ. После чего происходил разлет плазмы и имели место указанные выше нелинейные процессы. На Фиг.5а и 5б представлены типичные РФР-граммы, полученные с помощью рентгеновского фотохронографа РФР-4 [10], регистрирующего излучение с максимальной чувствительностью в диапазоне энергий квантов 0.1-10 кэВ (для случая медных электродов [8], с межэлектродными зазорами в 50-100 мкм, когда прикладываемое внешнее напряжение было равно 150 В, время задержки съемки относительно лазерного поджига было равным 17 нс). Хорошо видно, что возникающее рентгеновское излучение от плазмы вакуумно-дугового разряда является направленным, т.к. изотропное излучение от лазерной плазмы (см. РФР-грамму на Фиг.5в) имеет вид широкой полосы (при развертке по времени). Подчеркнем, что главное отличие рассматриваемого способа от известных состоит в том, что мы получаем рентгеновское излучение не в лазерной плазме, а в плазме вакуумно-искровых и дуговых разрядов. Пикосекундный импульс лазерного излучения либо подвергнутый действию высокой плотности тока (10⁸-10⁹ А/см²) микропроводник служат лишь для инициирования электрического разряда в вакууме, а все интересующие нас процессы происходят на более поздних временах в плотной плазме катодного факела, при сравнительно малых внешних прикладываемых напряжениях. Здесь уместно уточнить, что микромостик должен иметь длину, равную величине межэлектродного зазора, т.е. 50-100 мкм, а радиус "перетяжки" его, т.е. узкое место, должно быть как можно меньше (например, 1-5 мкм, чтобы достигнуть указанных выше плотностей тока), т.к. характерные величины токов при электровзрывах микромостиков обычно не подрастают (на короткие времена τ≤1-10 нс) выше 1-10 кА. Характерные размеры электродов выбираются с учетом того, что их оптимальная рабочая площадь определяется диапазоном 0.1-2 см². Толщина электродов D большой роли не играет, однако лучше, если D=0,5-2 мм (при D≤1 мм отверстие в аноде легко пробить сфокусированным лазерным лучом, при большем D отверстие в аноде (диаметром, например, в 300 мкм) необходимо предварительно просверливать. Слишком тонкие электроды использовать не рекомендуется, т.к. они легче слипаются, что неудобно при работе в импульсно-периодическом режиме. Таких физических параметров, которые мы достигаем в нашей системе за счет протекания указанных выше нелинейных процессов, в лазерной плазме можно достичь лишь при очень высокой интенсивности лазерного импульса (намного порядков превышающих интенсивность в области фокусировки используемых нами лазерных импульсов с I_мах≤10¹⁴ Вт/см² см, например, [8]). Рентгеновское излучение, как показывают эксперименты, может быть как изотропным, так и остро направленным (с угловой расходимостью вплоть до 10^-4 рад). Такая генерация мягкого рентгеновского излучения может происходить из кольцевых областей плотной горячей плазмы, образуемых сначала вблизи сеточного анода, когда имеет место эффект контактного коллапса [3-7], а затем может переноситься в область межэлекродного зазора (в виде горячих колец или микроструй). Обычно мягкое рентгеновское излучение, полученное таким способом, не является когерентным и монохроматичным. Но в ряде случаев, когда в горячей плазме реализуется режим УСИ (усиление спонтанного излучения, особенно вдоль плазменных микроструй), возможна генерация когерентного и квазимонохроматического (т.е. лазерного) рентгеновского излучения, которое может быть строго направленным (вдоль струй) либо изотропным, если УСИ имеет место на сферически симметричном разлетающемся микроплазменном факеле. Условия реализации режима УСИ (результирующий коэффициент усиления должен превышать коэффициент поглощения и хотя бы на очень короткое время δt≤t₁ - время жизни возбужденного уровня - должен быть механизм возбуждения инверсии, который позволил бы достичь для удовлетворения первого условия обязательного условия инверсной заселенности [10, 11]) вполне совместимы с условиями перехода вещества в экстремальные состояния, имеющие место в рассматриваемой системе, а поэтому рентгеновская лазерная генерация тоже вполне возможна.The method is based on the initiation in a dense plasma of interconnected fast-flowing nonlinear physical processes: current focusing and defocusing; generation of "shooting"solitons; the development of overheating instability; plasma opening in a non-ideal plasma during the metal-insulator transition (this refers to the Mott transition, when the conductivity of a substance sharply decreases in a dense low-temperature plasma, see [9]); the formation of microplasma focus. All these processes occur in a dense plasma, generated upon initiation with the help of focused laser radiation (see the initiation scheme in Fig. 1) or with the help of electric explosion of microwires (microbridges) of vacuum-spark and arc discharges operating at relatively low applied voltages (as shown calculations [7], even at 12 V), when during the development of discharges in a dense plasma due to current focusing, the current densities in microvolumes reach ultrahigh values J≥10 ⁹ A / cm ² (see Figure 2), leading to p the development of overheating plasma instability and, as a consequence, to an increase in temperature (up to keV values, see Figure 3). In this case, the substance passes (also at picosecond times) to extreme states (with ultrahigh specific energy depositions and pressures, see Fig. 4), which is accompanied by the generation of soft x-ray radiation (see Fig. 3) and the formation of picosecond pulses of streams emitted from dense plasma electrons and multiply charged ions flying after them. Here, for illustration, FIGS. 2-4 show the spatial distributions of current density, electron temperature, and plasma pressure, respectively, for the times indicated in the caption labels. These spatial distributions are based on the results of calculations performed for the case of copper electrodes, with one electrode — an anode having a through hole — located at a distance of 50 μm from the laser-irradiated cathode, the applied external voltage was 150 V, and a laser pulse (with a half-height duration of 100 pc with parameters similar experiments [8]), passing through the aperture in the anode is heated spot on the cathode (40 mm in diameter, 6 mm thick) to a temperature T _e = T _i = 20 eV. After which the plasma expanded and the above nonlinear processes took place. Figures 5a and 5b show typical X-ray diffraction patterns obtained using an X-ray photochronograph RFR-4 [10], which records radiation with a maximum sensitivity in the range of quantum energies of 0.1–10 keV (for the case of copper electrodes [8], with interelectrode gaps in 50-100 μm, when the applied external voltage was 150 V, the shooting delay time relative to the laser ignition was 17 ns). It is clearly seen that the emerging x-ray radiation from the vacuum-arc discharge plasma is directed, because the isotropic radiation from the laser plasma (see RFR-gram in Fig. 5c) has the form of a wide band (in time-sweep). We emphasize that the main difference between the considered method and the known ones is that we receive x-ray radiation not in a laser plasma, but in a plasma of vacuum-spark and arc discharges. A picosecond laser pulse or exposed to a high current density (10 ⁸ -10 ⁹ A / cm ² ) a microconductor serves only to initiate an electric discharge in vacuum, and all the processes of interest to us occur at later times in a dense plasma of the cathode torch, at relatively small external applied voltages. It is appropriate to clarify here that the microbridge should have a length equal to the magnitude of the interelectrode gap, i.e. 50-100 microns, and the radius of the "constriction" of it, i.e. the bottleneck should be as small as possible (for example, 1-5 microns, in order to reach the above current densities), because the characteristic values of currents during electric explosions of microbridges usually do not grow (for short times τ≤1-10 ns) above 1-10 kA. The characteristic dimensions of the electrodes are selected taking into account the fact that their optimal working area is determined by a range of 0.1-2 cm ² . The thickness of the electrodes D does not play a large role, but it is better if D = 0.5-2 mm (for D≤1 mm, the hole in the anode is easy to pierce with a focused laser beam, for larger D the hole in the anode (for example, 300 μm in diameter) It is not recommended to use too thin electrodes, because they stick together more easily, which is inconvenient when working in a pulse-periodic mode. Such physical parameters that we achieve in our system due to the occurrence of the above nonlinear processes in a laser plasma can reach l wb at very high laser intensity (many orders of magnitude higher than the intensity in the focus of laser pulses used in contact with I _max ≤10 ¹⁴ W / ^cm2 for example, see [8]). The X-ray radiation, as experiments show, may be either isotropic, acute and directed (with angular divergence of up to 10 ^-4 rad). Such a generation of soft X-ray radiation can occur from annular areas of dense hot plasma is formed near the first grid anode effect occurs when the contact to Lapsa [3-7], and then may be transferred to mezhelekrodnogo gap (in the form of rings or hot microjets). Typically, soft x-rays obtained in this way are not coherent and monochromatic. But in some cases, when the ASE regime is realized in a hot plasma (amplification of spontaneous emission, especially along the plasma microjets), coherent and quasimonochromatic (i.e. laser) x-ray radiation can be generated, which can be strictly directed (along the jets) or isotropic, if the ASE takes place on a spherically symmetric expanding microplasma torch. Conditions for the implementation of the ASE regime (the resulting gain must exceed the absorption coefficient and at least for a very short time δt≤t ₁ - the lifetime of the excited level - there must be an inversion excitation mechanism that would allow the first condition to be satisfied to satisfy the inverse population [10, 11]) are completely compatible with the conditions for the transition of matter to extreme states that occur in the system under consideration, and therefore x-ray laser generation is also quite possible.

Другой механизм - генерация жесткого рентгеновского излучения из микрообъемов все той же плотной плазмы, при разлете которой может происходить переход "металл-диэлектрик", сопровождаемый резким падением проводимости неидеальной плазмы и подскоком электрического потенциала (обычно от нескольких кВ до нескольких десятков кВ, но, возможно, как показывают расчеты, и до нескольких сотен кВ). Ускоренные в таких областях электроны впоследствие при торможении дают короткоимпульсные (длительностью от единиц до десятков пкс) вспышки жесткого тормозного рентгеновского излучения (см. Фиг.6, интегральный снимок, снятый за 1 с, видно, что излучение проходит стальную защитную пластину толщиной в 3 мм).Another mechanism is the generation of hard X-ray radiation from microvolumes of the same dense plasma, upon expansion of which a metal-insulator transition can occur, accompanied by a sharp drop in the conductivity of the non-ideal plasma and a jump in the electric potential (usually from several kV to several tens of kV, but, possibly , as calculations show, and up to several hundred kV). The electrons accelerated in such areas subsequently during braking produce short-pulse (duration from units to tens of pixels) hard X-ray bursts of radiation (see Fig. 6, the integral image taken in 1 s shows that the radiation passes through a steel protective plate 3 mm thick )

Последовательность действий при практической реализации рассматриваемого способа очевидна и вытекает из самой сути описанных выше физических механизмов. Тем не менее, вкратце ее можно формулировать следующим образом. Вначале создается конструкция системы с заданными параметрами (выбираются материал и геометрия электродов, собирается электрическая схема питания, электроды помещаются в вакуумную камеру, выставляется межэлектродное расстояние, откачивается воздух для получения высокого вакуума, подается необходимое напряжение на электроды); затем система подвергается импульсному воздействию со стороны лазера (например, пикосекундного, как в [1, 2, 8], с предварительной установкой фокусирующей линзы) или в межэлектродном зазоре инициируется электрический взрыв микропроводника (микромостика, замыкающего электроды, после подачи на него соответствующего напряжения), далее все происходит в соответствии с физикой указанных выше быстропротекающих нелинейных процессов.The sequence of actions in the practical implementation of the considered method is obvious and follows from the very essence of the physical mechanisms described above. Nevertheless, it can be summarized as follows. First, a system design is created with the specified parameters (the material and geometry of the electrodes are selected, the power circuit is assembled, the electrodes are placed in a vacuum chamber, the interelectrode distance is set, air is pumped out to obtain a high vacuum, and the necessary voltage is applied to the electrodes); then the system is subjected to pulsed action from the side of the laser (for example, picosecond, as in [1, 2, 8], with the focusing lens pre-installed) or in the interelectrode gap, an electric explosion of the microwire (a microbridge closing the electrodes after an appropriate voltage is applied to it) is initiated , then everything happens in accordance with the physics of the above-mentioned fast-moving nonlinear processes.

Наиболее близким техническим решением (аналогом изобретения) являются импульсные плазмофокусные системы [12], дающие корпускулярное излучение (пучки электронов и ионов наносекундной длительности), а также мягкое и жесткое рентгеновское излучение, но работающие существенно при более высоких напряжениях (от десятков кВ и выше) и требующие для своей работы существенно больший энергозапас питающей системы (от кДж и выше). В качестве еще одного аналога может служить электрический взрыв проволочек [13]. В отличие от названных выше аналогов предлагаемый новый источник корпускулярного и рентгеновского излучения способен работать при пониженных напряжениях (12-300 В) и при энергозаласе источника питания всего в несколько Дж (обычно даже ниже, но не меньше 100 мДж).The closest technical solution (analogue of the invention) are pulsed plasma focus systems [12] that produce corpuscular radiation (beams of electrons and ions of nanosecond duration), as well as soft and hard x-rays, but work significantly at higher voltages (from tens of kV and above) and requiring for their work a significantly larger energy reserve of the supply system (from kJ and above). As another analogue, an electric explosion of wires can serve [13]. Unlike the analogs mentioned above, the proposed new source of corpuscular and X-ray radiation is capable of working at low voltages (12-300 V) and with an energy supply of the power source of only a few J (usually even lower, but not less than 100 mJ).

ЛитератураLiterature

1. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Proc. International Conference on Physics of Strongly Coupled Plasmas. Binz. Sept. 11-15, 1995, World Scientific, Singapore-London, 1996, pp.343-350.1. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Proc. International Conference on Physics of Strongly Coupled Plasmas. Binz. Sept. 11-15, 1995, World Scientific, Singapore-London, 1996, pp. 343-350.

2. Vogel N.I., Skvortsov V.A.. IEEE Transactions on PS, 1997, Vol.25, No.4, pp.553-563.2. Vogel N.I., Skvortsov V.A. IEEE Transactions on PS, 1997, Vol.25, No.4, pp.553-563.

3. Skvortsov V.A. Proc. XXVIII th Int. Symp. on Discharges & Insulation in Vacuum. Eindhoven, August 17-21,1998, Vol.1, pp.126-129.3. Skvortsov V.A. Proc. XXVIII th Int. Symp on Discharges & Insulation in Vacuum. Eindhoven, August 17-21, 1998, Vol. 1, pp. 126-129.

4. Vogel N.I., Skvortsov V.A. IEEE Tr. On Plasma Sciences, 1999, Vol.27, No.1, pp.122-123.4. Vogel N.I., Skvortsov V.A. IEEE Tr. On Plasma Sciences, 1999, Vol. 27, No.1, pp. 122-123.

5. Skvortsov V.A. Proc. 1998 Int. Congress on Plasma Physics combined with 25 th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics. Prague, June 29-July 3,1998, pp.989-992.5. Skvortsov V.A. Proc. 1998 Int. Congress on Plasma Physics combined with 25 th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics. Prague, June 29-July 3,1998, pp. 989-992.

6. Скворцов В.А. Экстремальные состояния вещества при контактном коллапсе в вакуумных разрядах. В кн.: "Вопросы дифракции и распространения электромагнитных акустических волн". - М.: МФТИ, 1998. С.13-23.6. Skvortsov V.A. Extreme states of matter in contact collapse in vacuum discharges. In the book: "Questions of diffraction and propagation of electromagnetic acoustic waves." - M .: MIPT, 1998. S.13-23.

7. Skvortsov V.A. Proc.ISDEIV-2000, Sept. 18-22, 2000. Xi''an, China, Vol.1, pp.85-88.7. Skvortsov V.A. Proc.ISDEIV-2000, Sept. 18-22, 2000. Xi''an, China, Vol. 1, pp. 85-88.

8. Фогель Н.И. Письма в ЖЭТФ. Том.67, No.9, с.622 (1998).8. Vogel N.I. Letters to JETP. Volume 67, No.9, p.622 (1998).

9. Фортов В.Е., Якубов И.Т. Неидеальная плазма. - М.: Энергоатомиздат. 1994.9. Fortov V.E., Yakubov I.T. Imperfect plasma. - M .: Energoatomizdat. 1994.

10. Petrov S.I., Lazarchuk V.P., Murugov V.P. et. al., in: Proc. of 22nd Intern. Congress on High-Speed Photography and Photonics. Santa Fe, USA, 27 Oct.-1 Nov., 1996.10. Petrov S.I., Lazarchuk V.P., Murugov V.P. et. al., in: Proc. of 22nd Intern. Congress on High-Speed Photography and Photonics. Santa Fe, USA, 27 Oct.-1 Nov., 1996.

11. Элтон Р. Рентгеновские лазеры. - М.: Мир. 1994.11. Elton R. X-ray lasers. - M .: World. 1994.

12. Высоцкий В.И.. Кузьмин Р.Н. Гамма-лазеры. М.: МГУ. 1989.12. Vysotsky V.I. Kuzmin R.N. Gamma lasers. M .: MSU. 1989.

13. Филиппов Н.В. Физика плазмы. Том. 9, с.25 (1983).13. Filippov N.V. Physics of plasma. Tom. 9, p. 25 (1983).

14. Диагностика плазмы. /Под ред. Хаддлстоуна Р., Леонарда С. - М.: Мир. 1967, с.392, 393.14. Plasma diagnostics. / Ed. Huddlestone R., Leonard S. - M .: World. 1967, p. 392, 393.

Claims

1. A method of generating soft and hard directional and isotropic incoherent and nonmonochromatic x-rays using laser radiation or electric explosion of microconductors, characterized in that to obtain picosecond pulses of x-ray radiation from the microvolumes of dense plasma of vacuum-spark and arc discharges, a reduced applied voltage of 12-300 is used IN; interelectrode gaps of 50-100 microns; a laser pulse or electric explosion of a microconductor to initiate microvolumes of a dense plasma of vacuum-spark and arc discharges, as well as a grid anode or anode having a through hole, near which microplasma focus develops in contact collapse modes.

2. The method according to claim 1, characterized in that to obtain coherent (laser) directed or isotropic x-ray radiation, highly pure substances are used, namely electrode materials, the electro-explosive transition of which microparticles to extreme states occurs subject to the conditions for the implementation of the ASE mode - spontaneous amplification radiation.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the microplasma focus mode of vacuum-spark and arc discharges at reduced voltages, corpuscular radiation is generated - streams of electrons and multiply charged ions of picosecond duration.

4. The method according to claim 1, characterized in that during the vacuum-spark and arc discharges, the substance - microparticles of the electrodes transitions to extreme states characterized by high specific energy densities up to tens of MJ / g and pressures of tens and hundreds of Mbar.