SCI Библиотека

Краткое описание истории проведения Международных конференций по физике пылевой плазмы. Особое внимание уделяется 9-й Международной конференции по физике пылевой плазмы, которая проводилась в г. Москве.

Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на LII Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся с 17 по 21 марта 2025 года в г. Звенигород Московской области. Проведен анализ достижений в основных направлениях развития исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.

18 мая 2021 г. в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» состоялся физический пуск токамака Т-15МД, в котором по приглашению президента Центра принял участие председатель правительства Рос-сийской Федерации М. В. Мишустин. В марте 2023 г. состоялся энергетический пуск токамака. В настоящее время установка выходит на проектные параметры, идёт развитие диагностического комплекса и систем дополнительного нагрева. Целью работ на установке токамак Т-15МД является создание экспериментальной базы гибридного реак-тора и работы в поддержку Международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР. В этом выпуске журнала представлена программа физических исследований на установке Т-15МД, направленных на достижение цели. Токамак Т-15МД — инновационная установка, не имеющая аналогов в мире по параметрам: тороидальное поле на оси плазмы 2 Тл при аспектном отношении 2,2. Установка будет оборудована системой дополнительного нагрева плазмы и неиндукционного поддержания тока суммарной мощностью 24 MВт (к 2030 г.), которая позволит достичь высокой температуры плазмы (Ti ~ Te ~ 5—9 кэВ) и плотности плазмы (ne ~ 1020 м–3) в разрядах с длитель-ностью импульса до 30 с. Для нагрева плазмы и генерации тока будут использованы ВЧ- и СВЧ- методы (ионно-циклотронный, нижнегибридный и электронно-циклотронный), а также инжекция быстрых атомов. Поддержание квазистационарного устойчивого режима улучшенного удержания в плазме с длительностью разряда от нескольких до сотен секунд с помощью систем дополнительного нагрева плазмы является основным направлением работы уста-новки на весь период её работы. Диагностический комплекс токамака Т-15МД позволит провести исследования, необходимые для подготовки базовых режимов установок следующего поколения, а также позволит осуществлять безопасное функционирование установки. Токамак Т-15МД с мощной системой дополнительного нагрева плазмы, позволяющей достигать термоядерных параметров плазмы, с диагностическим комплексом, не уступающим лучшим мировым аналогам, станет новым инструментом для научных исследований, с помощью которого будут возможны решение широкого спектра физических проблем и дальнейшее развитие технологий, необходимых для надёжного обоснования параметров энергетического термоядерного реактора и гибридного реактора типа синтез—деление.

Приведены результаты исследования динамики горения дугового разряда в электродуговой камере плазмотрона переменного тока мощностью до 10 кВт. Измерения про-водились с использованием графитовых и вольфрамовых электродных наконечников при атмосферном давлении в диапазонах расходов плазмообразующих газов: H2 до 0,08 г/с и смеси H2+CH4 до 0,1 г/с. Установлены характерные стадии развития разряда, среди которых наблюдались контрагированные, диффузные с образованием плазменного шлейфа и переходные типы дугового разряда.

Рассматривается вопрос о влиянии диодной плазмы на формирование и распространение волн сжатия и ударных волн внутри мишеней при исследовании воздействия сильноточных электронных пучков на твердые мишени. Экспериментальные исследования проведены на установке «Кальмар», генерирующей сильноточный пучок электронов. Для получения оценок проведено численное моделирование процессов, происходящих в диоде, заполненном плазмой, в рамках одномерной магнитной гидродинамики. Полученные результаты моделирования подтверждают, что плазма может обеспечивать давление, достаточное для создания наблюдаемых в эксперименте вторичных волн сжатия.

Рассматривается способ оценки параметров резонансов сечений фотоионизации с помощью формул Фано и Шора. Произведен анализ резонансной структуры атома Be между 2p и 3p порогами ионизации, а также проведено сравнение полученных спектроскопических параметров с экспериментом и результатами других авторов.

Работа посвящена изучению теплофизических и радиационных процессов в ходе формирования плазменного канала при прохождении серии импульсов тока импульсно-периодического цезий–ртуть–ксенонового разряда.

Показано влияние на развитие и релаксацию плазменного канала режима вспомогательного разряда, температуры и давления паров металлов. Изучены спектральные характеристики при прохождении каждого из импульсов тока.

Работа посвящена изучению теплофизических и радиационных процессов в ходе формирования плазменного канала при прохождении серии импульсов тока импульсно-периодического цезий–ртуть–ксенонового разряда.

Показано влияние на развитие и релаксацию плазменного канала режима вспомогательного разряда, температуры и давления паров металлов. Изучены спектральные характеристики при прохождении каждого из импульсов тока.

проведен анализ и обобщение предпосылок, используемых для моделирования плазмы индукционного разряда в диапазоне условий, характерном для реакторов реактивно-ионного травления кремния и его соединений. Подтверждено, что применение функции Максвелла для энергетического распределения электронов обеспечивает корректное описание кинетики процессов под действием электронного удара. Показано, что реализация как прямого (основанного на решении уравнений химической кинетики с привлечением данных зондовой диагностики плазмы в качестве входных параметров), так и самосогласованного (дополненного уравнениями баланса вкладываемой мощности и скоростей процессов ионизации/рекомбинации заряженных частиц) алгоритма моделирования обеспечивает удовлетворительное согласие результатов расчета с данными независимых экспериментов. Приведены примеры сравнения расчета с экспериментом для плазмы Ar, Cl2 и CF4. Отмечено, что применение самосогласованного алгоритма в сложных многокомпонентных системах затруднено отсутствием или низкой достоверностью данных по сечениям процессов под действием электронного удара и транспортным характеристикам (коэффициентам диффузии, подвижностям) нестабильных продуктов плазмохимических реакций.

Одной из основных проблем для устройств инерциального электростатического удержания с инжекцией электронов является нейтрализация пространственного
заряда. Данная работа посвящена анализу проблемы квазинейтральности плазмы
в схеме осцилляторного удержания ионов на основе наносекундного вакуумного разряда (НВР). Электродинамическое моделирование процессов анейтронного синтеза протон–бор показало, что плазма в НВР, и особенно на оси разряда, действительно соответствует квазинейтральному режиму, заметно отличающемуся от известной схемы периодически осциллирующих плазменных сфер (ПОПС). В этом случае малые осцилляции в НВР есть механизм резонансного нагрева ионов, в отличии от когерентных сжатий в оригинальной модели ПОПС. Скейлинг мощности синтеза оказывается близок к схеме синтеза с ПОПС, но существенно отличается величинами па-раметра квазинейтральности и степени сжатия.