Физики РУДН определили оптимальные условия удержания высокоэнергичных плазменных сгустков в магнитной ловушке пробочного типа

Физики РУДН определили оптимальные условия удержания высокоэнергичных плазменных сгустков в магнитной ловушке пробочного типа

Физики РУДН описали условия наиболее эффективной работы магнитной ловушки типа пробкотрон в авторезонансном режиме. Эти данные помогут лучше понять плазменные процессы в магнитных ловушках.

Плазма— это четвертое агрегатное состояние, не похожее по физическим свойствам на другие. Исследования плазменных состояний и явлений — одно из наиболее популярных направлений современной физики. Одно из потенциальных применений плазмы в будущем — управляемый термоядерный синтез. Для реализации синтеза ядер необходимо создание условий при которых высокотемпературная плазма определенной плотности удерживается в ограниченном объеме в течение времени необходимого для осуществления достаточного числа реакций. Удержание вещества с температурой несколько миллионов градусов требует применения оригинальных методов организации ограниченной области пространства, в котором локализована такая плазма. Применение обычных материалов бесперспективно ввиду малой температурной и радиационной стойкости. Для удержания вещества в таком состоянии применяются магнитные системы — магнитные ловушки со специфической топологией магнитного поля, ограничивающей область движения заряженных частиц. Наиболее перспективными на сегодняшний день с точки зрения УТС является семейство замкнутых тороидальных магнитных конфигураций. В основу строящегося международного проекта ИТЭР положена концепция советских ученых — Токамак. Наиболее простейщей конфигурацией для лабораторной плазмы является линейная ловушка с двумя областями усиления магнитного поля — «магнитными зеркалами» (поробкотрон). В лаборатории физики плазмы ИФИТ исследуется оригинальный способ генерации плазменных сгустков с энергичной электронной компонентой масштаба 0.5 МэВ в условиях гирорезонансного взаимодействия, предложенного и реализованного ранее.

«Ранее мы описали получение плазмы в условиях авторезонансного взаимодействия заряженных частиц с электромагнитными волнами — циклотронный авторезонанс . Такой подход реализуемый в условиях пробоктрона приводит к формированию долгоживущих сгустков плазмы. Это заполненное ионами облако электронов, со средней энергией порядка нескольких сотен кэВ, которые удерживается внешним магнитостатическим полем», — кандидат физико-математических наук Виктор Андреев, заместитель директора по научной работе Института физических исследований и технологий РУДН.

Экспериментальная установка оригинальной разработки представляет собой осесимметричную систему в которой СВЧ- резонатор помещен в магнитостатическое поле пробочной конфигурации и импульсное магнитное поле обеспечивающее поддержание авторезонансного режима работы. Экспериментальный стенд оснащен различными диагностическими системами, которые обеспечивают изучение процессов, имеющих место в условия поддержания авторезонансного режима генерации такой плазмы. В экспериментальных исследованиях изучаются радиационные потери такой плазмы в различных спектральных диапазонах — спектрометры оптический, радиочастотный и рентгеновский.

Физикам РУДН удалось установить оптимальное время между СВЧ-импульсами и изменением магнитного поля, которое обеспечивает максимальную эффективность ловушки (200 мкс). Определены объем, который занимает плазменный сгусток, а также количество заряженных электронов в генерируемых сгустках — около 50 миллиардов частиц с энергией порядка 350 кэВ в примерно 80 кубических сантиметрах.

«Полученные результаты и наблюдаемые закономерности генерации и удержания сгустков плазмы с горячей электронной компонентой в авторезонансном режиме позволяют перейти к более подробным экспериментальным и численным исследованиям основных плазменных процессов, в которых особенное внимание будет уделено увеличению плотности сгустков плазмы и их накопления», — кандидат физико-математических наук Виктор Андреев, заместитель директора по научной работе Института физических исследований и технологий РУДН.

Результаты опубликованы в журнале Physics of Plasmas.

Новости
Все новости
Наука
22 апреля
Стоматологи РУДН разработали программу, которая ускорит работу ортодонта на 40%

Сегодня диагностика и планирование лечения у ортодонтов занимает несколько дней. Также во время лечения могут возникнуть осложнения, которые замедляют процесс выздоровления пациента. Например, неправильное планирование ортодонтического лечения может привести к заболеваниям височно-нижнечелюстного сустава.

Наука
22 апреля
«Главная задача политической науки — защита национальной идентичности»: в РУДН политологи со всей страны обсудили наследие Великой Победы

В РУДН прошла Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Политические науки и наследие Великой Победы: уроки истории и современные вызовы», посвященная 80-летию победы в Великой Отечественной войне.

Наука
18 апреля
Зрить в экспертизу: исследование при участии профессора РУДН – лучшее в конкурсе изданий по деятельности следственных органов России

Монография «Судебная экспертиза: типичные ошибки», подготовленная при участии Дмитрия Сундукова, профессора, заведующего кафедрой судебной медицины медицинского института РУДН, отмечена на V конкурсе на лучшее издание, посвященное деятельности следственных органов России. Исследование получило I место в категории «Лучшее исследование криминалистического обеспечения деятельности следственных органов».