У дуже стислому вигляді наведено головні напрями і результати робіт з діагностики високотемпературної плазми, одержані у ХФТІ з самого початку досліджень з фізики плазми та керованого термоядерного синтезу.

Взаимодействие пучка электронов с собственными модами гиротрона и других подобных устройств описано самосогласованной системой уравнений в частных производных. Обычно эта система решается пошаговым интегрированием, начиная с начального момента времени. Однако в большинстве случаев интерес представляет лишь окончательное стационарное состояние системы в режиме насыщения. Разработанная методика численного решения позволяет найти это стационарное решение непосредственно, с наименьшими затратами вычислительных мощностей. Методика разработана для случая плазмонаполненного гиротрона, но может быть применена для вакуумного гиротрона и для других подобных гироустройств.

Разработан и испытан на стационарной плазме высокочастотного источника ионов 8-мм СВЧ интерферометр с гомодинным преобразованием частоты. В интерферометре применен оригинальный способ формирования опорного сигнала промежуточной частоты. Он основан на использовании объемного СВЧ резонатора, что позволяет упростить конструкцию интерферометра при сохранении высокой фазовой стабильности.

Рассмотрено нелинейное пространственное эхо от стороннего тока, протекающего по играющим роль антенны сеткам и помещенного на некотором расстоянии от границы плазмы, меньшем длины свободного пробега заряженных частиц. Получены выражения для поля эха, позволяющие судить о зависимости интенсивности этого поля от скорости доли зеркально отраженных от границы частиц. Результаты могут найти применение в разработке способов связи через плотные слои плазмы и интересны как пример нелинейного эха от одного источника стороннего тока.

Разработана процедура исследования сверхзвуковых потоков разреженной частично диссоциированной плазмы с применением зондовых методов. Показано, что применение одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра и зонда давления позволяет определить полный комплекс локальных значений параметров плазмы.

Нова теоретична схема використана у задачі детектування параметрів лазерної плазми. Вперше одержані дані про перерізи електронного збудження за рахунок зіткнень для іонів Ba в аргоновій плазмі з використанням наближення дебаєвського екранювання.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.15

Рубрики:

Діагностика плазми

Шифр НБУВ: Ж67522 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено радіальні розподіли характеристик плазми торсатрона, відновлення радіального профілю плазми, параметри просторово-часових характеристик флуктуацій. Показано переваги рефлектометрії на незвичайній хвилі у порівнянні зі звичайною хвилею. Розглянуто використання методу крос-детектування для дослідження флуктуацій плазми. Показано можливість визначення швидкості полоїдального обертання окремих шарів плазми за методом кореляційної рефлектометрії на підставі аналізу зворотньо-відбитих мікрохвиль від полоїдального та тороїдального обертання плазми у торсатроні "Ураган-3М" за допомогою кореляційної надвисокочастотної рефлектометрії. Установлено, що у режимах роботи торсатрона зі створенням внутрішнього транспортного бар'єра поблизу магнітних поверхонь спостерігається перехід до режиму покращеного утримання плазми.

Експериментально досліджено квазістаціонарні плазмові прискорювачі (КСПП) Х-50 і П-50, проаналізовано процеси взаємодії потужних плазмових потоків, які генеруються КСПП з твердотілими зразками. Розроблено комплекс оптичної діагностики, до складу якого входять спектроскопія, інтерферометрія та різноманітні методи реєстрації випромінювання плазми, що дозволяє визначати характеристики потоків плазми з високим просторово-часовим розподілом у широкому діапазоні параметрів плазми. Наведено результати вивчення прискорювальних властивостей КСПП залежно від режимів функціонування першого ступеня прискорювача та катодного трансформера. Визначено параметри плазми в зоні компресії на КСПП Х-50. Проведено аналіз характеристик перехідного прошарку плазми, що формується поблизу поверхні матеріальної перешкоди за умов її опромінення потоками щільної плазми.

Розроблено універсальний комплекс оптичної діагностики для розв'язання плазмодинамічних задач з генерації та формування компресійних плазмових потоків і плазмово-поверхневої взаємодії в широкому діапазоні параметрів плазми. Проведено комплексний аналіз впливу потужних плазмових потоків різної тривалості імпульсу на особливості випромінювання приповерхневої плазми. Визначено, що за дії короткоімпульсної плазми на поверхню, ефекти екранування практично не позначаються на процесах передачі енергії через малий час існування високоенергетичного плазмового потоку та подальше різке зменшення густини плазми. Досліджено вплив атомної ваги матеріалу на параметри перехідного плазмового шару, який формується за взаємодії квазістаціонарних плазмових потоків з поверхнею. Показано, що атомна вага матеріалу значно впливає на товщину перехідного шару та визначає його захисні властивості. Розроблено новий метод визначення абсолютних концентрацій домішок у щільній плазмі, який базується на ефекті самопоглинання в спектральних лініях.

Приведена методика определения плотности теплового потока (ПТП) плазменной струи в стационарном и динамическом режимах с помощью абсолютного компенсационного тепломера с замещением. Показана конструкция тепломера, который позволяет определить значение ПТП ионной составляющей плазменной струи. Получены конечные выражения для обработки результатов эксперимента. По приведенной методике для импульсного плазменного ускорителя получены экспериментальные зависимости ПТП от частоты следования импульсов и вкладываемой энергии в разряд.

Рассмотрены некоторые аспекты изучения кварк-глюонной плазмы. Приведены примеры экспериментально наблюдаемых эффектов, связываемых с ее образованием. В частности рассмотрены эффекты усиления образования странных частиц, подавление рождения мезонов J/psi, подавление рождения частиц с высоким поперечным импульсом и подавление струй. Рассмотрены два современных эксперимента по изучению кварк-глюонной плазмы при низких энергиях.

На експериментальній установці, що дозволяє створювати автономні сферичні плазмові утворення, досліджено процеси, які відбуваються в початковій стадії розряду. Описано два можливі сценарії їх розвитку. Наведено вольтамперні та спектральні характеристики плазмоїдів, а також фотографії розвитку розряду в часі.

Наведено результати вимірювання радіального розподілу електронної концентрації в плазмі електродугового розряду між срібними електродами та композиційними електродами на основі срібла (Ag - CuO). Проаналізовано доцільність використання для діагностики плазми кількох спектральних ліній, розширених під впливом домінуючого квадратичного ефекту Штарка. Одержані результати порівнюються із значенням електронної концентрації у дузі між мідними електродами.

Розглянуто можливість діагностики плазмової неоднорідності за перехідним випромінюванням електронного згустка з трикутним профілем концентрації густини струму. Розрахунок виконано в наближенні заданого струму, оскільки для такого згустка вплив збуджених ним кільватерних хвиль на його динаміку є незначним. Підтверджено можливість застосування запропонованого методу діагностики неоднорідної плазми та визначено межі його застосовності.

Розглянуто можливість діагностики плазмової неоднорідності за перехідним випромінюванням електронного згустку з трикутним профілем концентрації. Проведено комп'ютерне моделювання для дослідження динаміки трикутного згустку в однорідній плазмі. Розрахунок перехідного випромінювання виконано в наближенні заданого струму, оскільки для такого згустку вплив збуджених ним кільватерних хвиль на його динаміку є незначним. Підтверджено можливість застосування запропонованого методу діагностики неоднорідної плазми та визначено межі його застосовності.

Представлено результати комп'ютерного моделювання впливу пилового згустку на приелектродний шар. Для визначення параметрів плазми в приелектродному шарі поблизу пилового згустка використовувалась двовимірна вісесиметрична гідродинамічна модель. Пилова компонента вважалася нерухомою однорідною, зі змінним зарядом. Результати моделювання показують, що іонна густина зменшується всередині пилового згустку і має піки на його границях. Пиловий згусток змінює профіль потенціалу плазми так, що мінімум в розподілі з'являється біля границі пилового згустку збоку плазми. Ця потенціальна яма прискорює іони в напрямку пилового згустку, а також є потенціальним бар'єром для негативно заряджених пилових частинок.

Досліджено динаміку полідисперсних частинок у післясвіченні плазми високочастотного розряду. Виявлено левітацію заряджених частинок і виміряно швидкості їх руху після вимикання розряду. Запропоновано модель, що описує динаміку частинок у післясвіченні плазми та дозволяє оцінити їх розмір та остаточний заряд.

На основании обобщенного релятивистского энергетического подхода с использованием модели экранирования Дебая изучен спектр плазмы многозарядных ионов и рассчитаны столкновительные сечения возбуждения и другие параметры для атома неона и Be-, Ne-подобных ионов.

Одержано порівняльні залежності коефіцієнтів заломлення звичайної та незвичайної хвиль від профілів густини плазми і магнітного поля за різних умов зондування. Проаналізовано можливі переваги від використання для діагностики магнітоактивної плазми незвичайної хвилі з частотою, меншою від циклотронної частоти електронів, враховано особливості зондування плазми на торсатроні У-3М. Досліджено рефракцію мікрохвильового потоку за похилого зондування плазми, враховано вплив полоїдальної складової магнітного поля. Встановлено, що величина доплерівського зсуву частоти незвичайної хвилі у разі відбиття від рухомого шару плазми перевищує відповідний зсув звичайної хвилі.