Развитие исследований в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза в России в 2022 году (2023)
Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на юбилейной L Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся с 20 по 24 марта 2023 года в г. Звенигород Московской области. Проведен анализ достижений в основных направлениях раз-вития исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.
The review is given on the most interesting new results presented at the L International Zvenigorod conference on plasma physics and controlled fusion which took place in Zvenigorod, Moscow region on March 2024, 2023. The basic achievements are analyzed in the field of plasma physics in Russia and compared with the results of foreign scientific research.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/2307-4469-2023-11-3-189-212
- eLIBRARY ID
- 54088010
-
L Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу является единственным ежегодным крупномасштабным научным форумом ученых, работающих в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза в России и странах СНГ. Она проходила уже в 50-й раз и собрала на свои заседания более 900 участников из научных центров России и других стран. Число российских (69) организаций, представивших доклады на конференцию, заметно возросло по сравнению с прошлым годом.
-
Конференция способствовала решению научных проблем по направлениям: магнитное удержание высокотемпературной плазмы, инерциальный термоядерный синтез, физические процессы в низкотемпературной плазме, физические основы плазменных и лучевых технологий, реализация международного проекта ITER. Ежегодно происходящий обмен информацией и опытом между учеными России и стран ближнего зарубежья способствует установлению и поддержанию научных контактов между научными центрами, занимающимися близкими проблемами. Это подтверждается работами, совместно выполненных сотрудниками российских и зарубежных научных центров.
-
В России в рамках комплексной программы «Развития техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии на период до 2024 года», постепенно формируется национальная программа по управляемому термоядерному синтезу, в планах которой предусмотрено развитие исследований на нескольких достаточно крупных установках УТС с ожидаемыми параметрами плазмы, близкими к условиям термоядерного реактора. Важным разделом национальной программы должно стать создание нескольких средних плазменных установок в университетах и исследовательских институтах для начального обучения студентов и подготовки аспирантов для работы с высокотемпературной плазмой. Это будет способствовать сокращению отставания российских научных центров, выполняющих исследования по управляемому термоядерному синтезу и термоядерным технологиям от исследований, ведущихся в технологически лидирующих странах. Необходимо также, чтобы последовали следующие шаги, которые в совокупности сформируют широкую национальную программу исследований по фундаментальным и прикладным направлениям физики плазмы. Важно иметь в виду, что в результате реализации программы международного проекта ITER, разработанные новые технологии должны быть освоены российскими учеными и инженерами для их успешного применения в разработках российских промышленных термоядерных реакторов, что невозможно в отсутствие национальной про-граммы по физике плазмы и УТС.
-
Современный мировой уровень лазерно-плазменных исследований требует создания в крупных научных центрах России, по крайней мере, двух конкурирующих мульти-петаваттных лазерных систем, направленных на решение проблемы ЛТС и смежных задач. Также целесообразно создать сеть из нескольких лазерных установок с меньшей мощностью, на которых было бы возможно проверять новые идеи и экспериментальные схемы, а также проводить отработку новых диагностик. Так эффективно работают научные программы технологически развитых стран Японии, Китая, США и Европейского союза.
В России принятых к реализации долгосрочных планов строительства таких лазерных установок нет, и это ведет к дальнейшему отставанию наших научных исследований по ЛТС от уже достигнутого мирового уровня.
-
За последний год снизилось на порядок число представленных на конференции работ, выполненных российскими учеными совместно с учеными ведущих зарубежных научных центров. Сократилось в несколько раз число российских участников международных научных конференций, что негативно повлияет на работы по российским национальным программам и проектам. Оргкомитету не удалось пригласить ведущих мировых ученых для представления обзорных докладов на конференции, что связано в известными политическими событиями 2022–2023 гг.
-
Доля представленных на конференции работ, связанных с научными задачами управляемого термоядерного синтеза на основе магнитного удержания плазмы, составила 29 %.
-
Наибольшая доля (39 %) представленных на конференции работ, посвящены фундаментальным и прикладным исследованиям в области физики плазмы. Эта доля немного увеличилась в сравнении с прошлым годом, растет интерес к этим исследованиям среди научной молодежи. Это обусловлено сравнительно небольшими затратами для организации такого рода исследований, которые могут быть компенсированы при получении небольших грантов из российских фондов, а также более быстрым получением результатов при активном участии молодых ученых в работе на малых и средних установках.
-
Доля работ, выполненных по реализации диагностических комплексов и систем для международного проекта ITER в рамках ответственности России, увеличилось в 2 раза и составила 23 % от общего числа представленных на конференции докладов.
-
Доля докладов, посвященных проблемам ИТС, включая лазерный термоядерный синтез, немного снизилась по сравнению с 2022 годом и составила 9 %.
Оргкомитетом конференции издана книга «L Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу». Сборник тезисов докладов. М.: ЗАО НТЦ ПЛАЗМАИОФАН. 346 с. ISBN 978-5-6042115-8-8. Материалы конференции также размещены на сайте конференции http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/L/Zven_L.html.
Список литературы
- «L Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу» 20–24 марта 2023 г., г. Звенигород. Сборник тезисов докладов. – М.: ЗАО НТЦ ПЛАЗМАИОФАН. – 346 с. ISBN 978-5-6042115-8-8.
- http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/L/Zven_L.html
- Proceedings of the L International Zvenigorod Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion, Zvenigo-rod, Russia. March 2024, 2023. ISBN 978-5-6042115-8-8 (Published by PLAZMAIOFAN Co Ltd., 2023) [in Russian].
- http://www.fpl.gpi.ru/Zvenigorod/L/Zven_L.html.
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Гришина И. А., Иванов В. А.
Развитие исследований в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза в России в 2022 году
(Обзор материалов L Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, 20–24 марта 2023 г.) 189
Задириев И. И., Кралькина Е. А., Вавилин К. В., Никонов А. М., Швыдкий Г. В.
Импульсный ВЧ индуктивный разряд как эффективный рабочий процесс сеточного ВЧ источника ионов 213
Ташаев Ю. Н.
Модуляционный и импульсный режимы работы торцевых и магнитоплазмодинамических ускорителей 221
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Болтарь К. О., Яковлева Н. И.
Композитные полупроводниковые соединения на основе органических растворов и наночастиц, предназначенные для инфракрасного детектирования 235
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Овсянников В. А., Овсянников Я. В.
Развитие методологии стендовой оценки дальности действия несканирующих тепловизионных приборов 262
Семенченко Н. А.
Влияние распределения освещенности в пятне рассеяния оптического зонда на измерение коэффициента фотоэлектрической связи ФПУ второго поколения 273
C O N T E N T S
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Grishina I. A. and Ivanov V. A.
Development of research in the field of plasma physics and controlled fusion in Russia in 2022
(Review of reports of the L International Zvenigorod conference, 2023) 189
Zadiriev I. I., Kralkina E. A., Vavilin K. V., Nikonov A. M. and Shvidkiy G. V.
Pulsed inductive RF discharge as an effective working process of an RF ion source 213
Tashayev Y. N.
Modulation and pulse modes of operation of end and magnetoplasmodynamic accelerators 221
PHOTOELECTRONICS
Boltar K. O. and Iakovleva N. I.
Organic solutions and nanoparticles composite semiconductor compounds intended for infrared detection 235
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
Ovsyannikov V. A. and Ovsyannikov Y. V.
Development of a methodology for bench evaluation of the range of staring thermal imaging devices 262
Semenchenko N. A.
Research of the influence by illumination distribution in the optical scattering spot on the measurement of the photoelectric coupling coefficient of a photodetector devices of second-generation 273
Другие статьи выпуска
Исследовано влияние распределения освещенности в пятне рассеяния на измерение коэффициента фотоэлектрической связи (ФЭС) фотоприемных устройств (ФПУ) второго поколения. Проведены теоретические исследования путем математического моделирования для форм освещенности различных по структуре, а также для различных соотношений шага ФПУ к эффективному размеру фоточувствительной площадки. Получена формула для расчета коэффициента фотоэлектрической связи при известном распределении чувствительности по фоточувствительному элементу (ФЧЭ). Сформулированы основные условия, оказывающие влияние на достоверность полученных результатов смоделированного процесса измерения.
Предложена инженерная методика экспериментальной оценки в стендовых условиях основного тактико-технического параметра – дальности действия – современных несканирующих тепловизионных приборов (ТВП) при обнаружении и распознавании объектов местности. Методика основана на разрешении группой операторов-экспертов эквивалентных тепловых мир с фиксированным тепловым контрастом по их изображению, не требующая измерения температурно-частотной характеристики ТВП. Описана процедура оценки достоверности результатов стендовых испытаний ТВП на дальность действия, обеспечивающая получение нижней границы доверительного интервала для этой дальности при заданной доверительной вероятности. Дан пример практического использования представленных результатов.
Исследованы фоточувствительные материалы и полупроводниковые соединения, изготовленные из композитных органических растворов и наночастиц, включающие два или более полупроводниковых материала в смешанном активном слое, к которым относятся: коллоидные квантовые точки, перовскиты, материалы на основе органических полупроводников, наночастиц и углеродных слоев. Рассмотрены структурные конфигурации приборов на их основе. Представлены возможные схемы переноса носителей заряда в перовскитных матрицах, показаны схемы распределения носителей заряда в композитных слоях на основе органических полупроводниковых соединений и наночастиц.
Быстрое развитие синтезируемых из растворов ИК-фотоприемников нового класса расширяет функциональные возможности классической фотоэлектроники за счет модификации свойств используемых органических материалов и гибкой настройки оптико-электронных характеристик. Предложены новые материалы, которые позволяют использовать передовые концепции систем ИК-детектирования, включая безпиксельную интеграцию с БИС считывания, различные механизмы усиления фотосигнала, облегченные конструкции, работу при повышенных температурах. Показаны перспективы применения изготовленных на основе органических полупроводниковых соединений фотоприемных устройств.
Рассмотрена схема управления током разряда магнитоплазмодинамического ускорителя, основанная на схеме Моргана. Теоретически показано, что режим работы ускорителя в зависимости от параметров схемы может быть стационарным, модуляционным и импульсным. Найдено необходимое условие работы ускорителя в периодическом режиме. Проведены расчеты формы импульса разрядного тока. Найдено условие перехода от модуляционного режима к импульсному. Численно исследованы зависимости глубины модуляции (для модуляционного режима) и скважности (для импульсного режима) от периода работы схемы при различных значениях её параметров. Найдены минимально возможные значения периода работы схемы, а также и максимально возможные значения длительности стадии стационарного значения тока.
Экспериментально рассмотрен импульсный ВЧ-разряд как рабочий процесс сеточного ВЧ ионного источника. Показано, что при работе на таком разряде может быть получен прирост ионного тока по сравнению с непрерывным режимом работы. Этот прирост тем больше, чем больше разница между характерным временем падения ионного тока после выключения ВЧ-мощности и временем нарастания ионного тока при включении ВЧ-мощности. Оценены параметры пульсаций, при которых достигается максимизация ионного тока. Показано, что внешнее постоянное продольное магнитное поле в диапазоне 0–7,2 мТ немонотонно влияет на максимальное и равновесное значение ионного тока в импульсе, при этом темпы падения ионного тока после выключения ВЧ-мощности не изменяются.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400