Spectroscopic analysis and modeling of tungsten EBIT and Z-pinch plasma experiments

Spectral tungsten data taken on an electron beam ion trap (EBIT) at Lawrence Livermore National Laboratory are analyzed between 3 and 8 Å for electron beam energies between 2.5 and 4.1 keV. The advantage of using charge state balancing with the experimental EBIT spectra for the identification of lines is employed and discussed. Theoretical Hebrew University Lawrence Livermore Atomic Code (HULLAC) modeling is then benchmarked against the experimental EBIT results. In particular, Co-, Ni-, Zn-, Cu-, Ga-, and Ge-like transitions were modeled independently using HULLAC to aid in charge state balancing. This model is then compared with Z-pinch plasma data collected on Zebra, the 1.6 MA pulse power generator located in the Nevada Terawatt Facility at the University of Nevada, Reno. The model is used to calculate charge balance and average ionization levels of these experimental plasma results, with particular focus on planar tungsten arrays. PACS Nos: 32.30.Rj, 52.59.Qy Nous avons utilise le piege ionique avec faisceau d'electrons, EBIT du Lawrence Livermore National Laboratory pour obtenir des donnees spectrales sur le tungstene entre 0,3 et 0,8 nm, avec un faisceau d'electrons entre 2,5 et 4,1 keV. Nous utilisons et analysons l'avantage de la repartition des etats de charge dans le montage experimental EBIT pour identifier les lignes spectrales. Le code de theorie atomique de l'universite Hebrai'que et du Livermore Laboratory (HULLAC) est ensuite utilise comme point de reference pour les donnees experimentales. En particulier, les transitions dans les ions de type Co-, Ni-, Zn-, Cu-, Ga- et Ge- sont modelisees separement avec HULLAC pour aider dans la repartition de l'etat de charge. Ce modele est alors compare aux donnees collectees au montage experimental de striction axiale (Z-pinch) Zeta, le generateur d'impulsion de 1,6 MA localise au laboratoire Nevada Terawatt de l'universite du Nevada a Reno. Nous utilisons ce modele pour calculer la repartition de charge et les niveaux moyens d' ionisation dans ces resultats experimentaux sur les plasmas, en focalisant sur les reseaux plans de tungstene. [Traduit par la Redaction]
1. Introduction Recent interest at the Sandia National Laboratory in the application of tungsten (W) for inertial confinement fusion using Z-pinch wire arrays has inspired the generation of a large [...]