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
18 августа
5 млн рублей на науку: в РУДН назвали обладателя первой премии вуза в области математики

Первым победителем международной Премии РУДН за научные достижения и заслуги в области математики в размере 5 млн рублей стал учёный из Санкт-Петербурга Сергей Иванов. Обладатель награды — доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, профессор Санкт-Петербургского государственного университета и главный научный сотрудник Санкт-Петербургского отделения Математического института им. В.А. Стеклова РАН. Вручение премии состоялось 18 августа во время Международной конференции по дифференциальным и функционально-дифференциальным уравнениям DFDE.

Наука
29 июля
Цвет против невнимательности — как студенты и преподаватели РУДН и АлтГУ создали приложение для детей с СДВГ

В России проживают около 1 600 000 детей с подтверждённым синдромом дефицита внимания и гиперактивностью. Необходимая терапия не всегда доступна их семьям: из-за стоимости или отсутствия рядом специализированных центров. Преподаватели и учащиеся РУДН и АлтГУ разработали для таких детей специальное приложение, которое повышает внимательность и уменьшает тревожность с помощью метода цветовой фотостимуляции (ЦФС).

Наука
28 июля
Плаценту на чип! Исследователь РУДН победила в конкурсе для молодых ученых с проектом клеточной модели

Проект по разработке клеточной модели плаценты стал победителем в номинации «Научные материалы» конкурса «Молодые учёные 3.0», организованного при поддержке Фонда президентских грантов и Т-Банка.