Статья: Новые тенденции в исследованиях по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу в России (обзор по материалам XLIII Международной конференции по физике плазмы и УТС) (2016)

Проблема получения мелкодисперсных пленок соединений металлов и углерода, в особенности, получение таких тонкопленочных структур, как соединения меди, серебра или золота с углеродом и применение их для различных областей техники, давно обсуждается в литературе. Интерес к этой теме сейчас достаточно высок, так как известно, что уменьшение размера кристаллитов ниже определённой величины приводит к потере некоторых объемных свойств вещества или к значительному их изменению. Это происходит при уменьшении размеров зерен до нескольких десятков нанометров. Изучению свойств мелкодисперсных структур в настоящее время посвящено много работ. В нашей работе получены экспериментальные данные по распылению составной графито-медной мишени при различных режимах работы магнетрона. В частности, получены графито-медные наноструктуры в виде монослойных покрытий при разном содержании меди в плёнке. Представлена схема экспериментальной установки с описанием особенностей ее применения для управляемого формирования тонкопленочных покрытий. Приведены значения параметров магнетронного распыления и размеров мишени, необходимых для получения мелкодисперсных покрытий и эффективного напыления. В ходе проведенных экспериментов нами были отмечены некоторые особенности процесса напыления таких плёнок. Эти особенности заключаются в том, что процесс формирования плёнок, состоящих из монослоя мелкодисперсных элементов, часто нестабилен и при одинаковых условиях напыления иногда приводит к образованию сплошной графитовой пленки. В настоящей работе сделана попытка найти устойчивые режимы получения таких покрытий.

В ФТИ им. А. Ф. Иоффе и АО «Техноэксан» был разработан макет аттенюатора для диагностической системы ИТЭР. Аттенюатор предназначен для ослабления фона, вызванного попаданием нейтронного излучения в гамма-спектрометр. Аттенюатор представляет собой стальной корпус цилиндрической формы 400 мм длиной, заполненный таблетками прессованного порошка гидрида лития с природным соотношением изотопов лития. Корпус герметично заварен с двух концов. В статье представлены результаты исследований характеристик макетного варианта нейтронного LiH-аттенюатора, изготовленного на Новосибирском заводе химконцентратов. Коэффициент аттенюации нейтронного излучения 241Am-Be источника для энергетического диапазона выше 5 МэВ составил 90,8, что хорошо согласуется с данными моделирования по методу Монте-Карло.

Рассматриваются особенности регистрации коротких импульсов излучения тепловыми приемниками на основе тонких пироэлектрических пленок, когда энергия излучения выделяется в тонком поглощающем электроде. Показано, что минимальное время реакции образца на импульсы излучения определяется временем тепловой релаксации поглощающего электрода. В частности, при толщине пироэлектрической пленки 0,5 мкм и толщине поглощающего электрода 0,01 мкм возможна регистрация пикосекундных импульсов излучения.

В работе представлены результаты разработки фотоприемного модуля формата 5766 с ВЗН-режимом. Проведен сравнительный анализ различных вариантов реализации ВЗНрежима в БИС считывания. Обосновывается целесообразность модернизации существующих сканирующих ФПУ формата 2884 на основе разработанного фотомодуля 5766. Результатом такой модернизации станет упрощение оптико-механического узла сканирования и улучшение качества тепловизионного изображения.

Представленная математическая модель инфракрасного матричного фотоприемного устройства (ИК МФПУ) позволяет прогнозировать фотоэлектрические характеристики любого фоточувствительного элемента (ФЧЭ) матрицы, анализировать зависимости этих характеристик от конструктивных и эксплуатационных параметров и осуществлять их оптимизацию. Модель позволяет точно определять все характеристики ИК МФПУ с холодной диафрагмой произвольной формы, в том числе и многосвязной, с учетом всей совокупности паразитных излучений, падающих на матрицу фоточувствительных элементов (МФЧЭ). Для модели разработан новый способ определения облученности МФПУ, использующий новый конструктивный параметр — коэффициент пропускания холодной диафрагмы. Коэффициент пропускания диафрагмы определяется интегралом по площади холодной диафрагмы, включающим координаты заданной точки в плоскости МФЧЭ, расстояние от этой плоскости до плоскости диафрагмы, форму и размеры диафрагмы. Доказано, что фоновая облученность прямо пропорциональна произведению коэффициента пропускания диафрагмы на облучённость от протяжённого источника излучения (абсолютно черное тело) с известной температурой, расположенного в полусфере вокруг заданной точки МФЧЭ. Проведена экспериментальная оценка корректности модели сравнением сигналов, шумов и фотоэлектрических характеристик ФЧЭ ИК МФПУ на основе фотодиодов с известными конструктивными и эксплуатационными параметрами. Их МФЧЭ чувствительны в диапазонах 0,9—1,7 мкм, 3—5 мкм и 8—10,6 мкм. Получены хорошие совпадения характеристик, подтверждающие корректность модели.

В работе представлены результаты исследования многоэлектродного кольцевого высоковольтного импульсно-периодического искрового разряда в жидкости с инжекцией газа в межэлектродное пространство. Энергия импульса W = 1,6 Дж. Приведена конструкция и принцип работы разрядной системы, а также ее электрические и оптические характеристики. Измерена интенсивность УФ-излучения в интервале 200 нм <  < 400 нм. Выполнены эксперименты, связанные с решением ряда прикладных задач: очистка воды от микробиологических загрязнений, обработка отходов гальванического производства, получение коллоидного раствора углерода в этаноле.

Активное развитие направления фотохимической очистки воздуха за счёт наработки озона и активных радикалов привело к повышенному спросу на мощные и эффективные источники УФ-излучения с длиной волны 185 нм. В настоящее время КПД таких источников невысок, а закономерности генерации ВУФ-излучения газоразрядными лампами низкого давления изучены в недостаточной мере. В данной работе приведены результаты экспериментального исследования потока и КПД генерации излучения на длине волны 185 нм при низких давлениях (0,1—2 Торр) газовой смеси неон-аргон. Показана принципиальная возможность увеличения эффективности генерации ВУФ-излучения существующих газоразрядных ламп низкого давления.

В статье исследуются свойства бороуглеродных (В/С) покрытий, наносимых различными способами на внутреннюю стенку вакуумной камеры стелларатора Л-2М. Ресурсные испытания показали, что В/С-покрытия, полученные с использованием тлеющего разряда, сохраняет свои защитные свойства при работе в режиме омического нагрева в полтора раза дольше, чем в режиме ЭЦР-нагрева плазмы. Рассматриваются вопросы нанесения, разрушения и долговечности В/С-покрытий, создаваемых в рабочих импульсах установки в режиме омического нагрева плазмы, а также изменения их состава и структуры в процессе работы стелларатора. Особое внимание было уделено роли сепаратрисы в нанесении и разрушении В/С-пленки. Проведены первые эксперименты по нанесению бороуглеродного покрытия в рабочих импульсах стелларатора Л-2М в режиме с ЭЦР-нагревом плазмы.

Разработана комбинированная разрядная ячейка, обеспечивающая одновременную очистку первого и второго зеркал в оптических диагностиках ИТЭР как при наличии магнитного поля, ориентированного вдоль очищаемой поверхности зеркала в режиме разряда с магнитоизолированным анодом (пеннинговского разряда), так и без магнитного поля в режиме цилиндрического полого катода. В обоих режимах очистки металлические зеркала являются катодными электродами разрядной ячейки и находятся под одинаковым потенциалом относительно изолированного анода, расположенного внутри полого катода. Дополнительные катодные электроды изготовлены из металлической сетки. Разрядная ячейка изолирована от стенок диагностического порта. Предусмотрено функционирование системы очистки в среднечастотном импульсном режиме при наличии диэлектрических загрязнений и в режиме постоянного тока при очистке от металлических загрязнений. Рабочий газ — He. Представлены результаты исследования функционирования системы очистки Mo-зеркал в магнитном поле величиной 0,2 Тл и без магнитного поля в технологическом режиме, соответствующем отключению тороидального поля. Эксперименты проводились с использованием разрядной ячейки, интегрированной в макет узла входного зеркала диагностики «Спектроскопия водородных линий», расположенного в 11-м экваториальном порту ИТЭР. В качестве имитационного загрязнения использовалось Al-покрытие.

Расчет температурного поля движущегося газа с внутренним источником тепла обобщается на случай неравномерного распределения источников тепла. Осесимметричное распределение в зоне внутреннего тепловыделения аппроксимируется набором сегментов различной длины по осевой координате, в каждом из которых плотность мощности полагается постоянной, а радиальная функция источника — специфической только для этого сегмента. Таким образом, газ последовательно проходит N+2 зоны: входную z < 0, выходную z > 1 и зону внутреннего тепловыделения 0  z  l, представленную N сегментами. Полученные аналитические решения позволяют рассчитать тепловой баланс для широкого класса задач, особенностью которых является обдув и неравномерное распределение источников тепла по осевой координате.