Теоретичні та експериментальні аспекти формування високоенергетичних потоків частинок та випромінювання в плазмі високої густини

Номер роботи - M 91 ДОПУЩЕНА ДО УЧАСТІ

Представлено Харківським національним університетом імені В.Н.Каразіна.

Автор: Москвітін А.О., к.ф.-м.н., Москвітіна Ю.К., к.ф.-м.н., Гірка О.І., Бабенко Є.В.

Метою роботи є створення фізичних моделей формування високоенергетичних потоків частинок та випромінювання в плазмі високої густини. Розроблено фізичну модель формування потоків енергетичних частинок заряджених продуктів ядерного синтезу у тороїдній магнітній пастці плазми з некруглим перерізом магнітних поверхонь при наявності аксіально-асиметричними збурень магнітного поля пастки. Для цієї магнітної конфігурації вдосконалено аналітичну модель аксіально-симетричної частини магнітного поля та аналітичну модель прямих дрейфових втрат.

Досліджено резонансну взаємодію високоенергійних частинок з гофруванням магнітного поля з урахуванням повної орбіти. Показано, що границя стохастичного транспорту при врахуванні повної орбіти має менше значення, ніж при використанні дрейфового наближення. Підвищено ефективність реверсивної магнітної системи фокусування для холлівського джерела - в умовах експерименту досягнуто значення компресії густини струму іонного пучка 95. Здобуто умови, за яких іони домішок сепаруються на периферію сфокусованого пучка: легкі іони сконцентровано в центральній частині пучка  3 мм, а іони домішок формують кільце  ≥6 мм в площині кросовера легких іонів. Отримано потоки легких іонів в холлівському джерелі 1,5×1022 м2с1, потоки тепла 5 MВт∙м2 та флюенс до 7×1026 м2.

Досліджено зарядову та струмову компенсацію сфокусованого іонного пучка. Продемонстровано застосування сфокусованого пучка джерела холлівського типу для дослідницьких та технологічних задач. Отримано умови формування спонтанного спрямованого випромінювання в діапазоні екстремального ультрафіолету у вигляді коротких (~ 0,1 мкс) потужних (~ 1 МВт) імпульсів з плазми багаторазово іонізованих атомів олова високої густини (n ~ 1016 cм-3). Формування спрямованого випромінювання відбувається в густій плазмі на фоні стрімкого введення в плазму енергії за рахунок утворення в струмовому каналі подвійного шару об’ємного заряду.

Розроблено фізичну модель формування спрямованого випромінювання в густій плазмі імпульсного діоду. Визначено засоби керування потужністю і спрямованістю випромінювання. Теоретично показано, що при застосуванні джерел спрямованого випромінювання можна суттєво підвищити ефективність випромінювальних ВУФ систем, які використовуються у нанолітографії, високоточної зонної мікроскопії, медицини та астрофізики.

Кількість публікацій: 161.