Рассмотрена зависимость характеристик емкостного ВЧ-разряда в геометрии источника плазмы с замкнутым дрейфом электронов от способности внешней электрической цепи пропускать постоянный ток. Приведены энергетические распределения получаемых посредством подобного разряда ионных потоков для случаев замкнутых и разомкнутых по постоянному току электрических цепей, к которым подключён разряд.
Методом частиц в ячейке проведено трехмерное моделирование потоков ионов криптона и ксенона в плазменном ЭЦР-инжекторе CERA-RI-2. Расчеты выполнены для различных величин плотности плазмы, напряженности электрического СВЧ-поля и разности потенциалов между сеткой и корпусом резонатора. Определены зависимости интенсивности массового потока ионов от параметров эксперимента.
Экспериментально установлено, что в диэлектрическом плазмопроводе при ЭЦР-разряде и в условиях реализации возбуждения стоячей ионно-звуковой волны формируется пространственно локализованное плазменное образование с высокой яркостью свечения. На основе полученных результатов делается вывод о возможности создания компактных источников интенсивного излучения, спектр которых определяется типом рабочего газа или смеси газов, источников интенсивных потоков химически-активных частиц, а также источника плазмы для двигателя коррекции орбит легких космических аппаратов.
В однобарьерном разряде с обострением напряжения и низкими расходом газа (до 1 л/мин) в щелевой геометрии разрядной зоны сформированы плоские плазменные струи атмосферного давления в воздухе, имеющие ширину до 3 см и длину до 4 см. Измерены энергетические, температурные и спектральные характеристики полученных струй. Спектр излучения содержит интенсивные максимумы, соответствующие электронно-колебательным переходам второй положительной системы молекулярного азота N2 (C3Πu → B3Πg) и сравнительно слабые линии переходов первой положительной системы иона N2 + (B2Σ+ u → X2Σ g). На примере инактивации культуры Staphylococcus aureus (штамм АТСС 209) показано, что плазма является источником химически активных частиц, обеспечивающих инактивацию микроорганизмов.
Представлены результаты экспериментального исследования условий возникновения НЧколебаний в плазменном кольце, формируемом ЭЦР-разрядом (Ar) в узком коаксиальном резонаторе. Установлена область параметров разряда, при которых эти колебания являются устойчивыми. Предполагается, что регистрируемые колебания являются следствием возникновения электростатической волны, распространяющейся в азимутальном направлении.
В настоящее время в Институте ядерной физики СО РАН ведутся работы по созданию инжекторов атомов водорода с энергией 0,5–1 МэВ, которые необходимы для будущих установок управляемого термоядерного синтеза. Часть вакуумных насосов инжектора нейтралов предполагается установить на высоком потенциале, что усложняет их эксплуатацию и требует новых подходов к вакуумной откачке. В качестве альтернативы для откачки баков инжекторов, находящихся под высоким потенциалом, было предложено использовать нераспыляемые геттеры (НЕГ), уже широко используемые в ускорительной технике. В настоящей статье приводятся первые результаты исследований насосов на базе нераспыляемых геттеров, а также приведены их оптимальные характеристики в интересах их использования в плазменных установках с большими потоками откачиваемого водорода.
Разработано устройство для создания холодной неравновесной электронно-пучковой плазмы в сверхзвуковом потоке газа. Представлено описание и демонстрация возможностей способа конверсии природного и модельного попутного нефтяного газов с использованием этой плазмы для получения продуктов различного химического состава. На лабораторном оборудовании получены продукты различного химического состава в вариантах окислительной и бескислородной конверсии природного газа. Предложенный метод является перспективным для промышленной реализации.
В работе приводятся данные экспериментальных исследований фокусировки сильноточного пучка ионов дейтерия с энергией 80 кВ на дейтерийсодержащую мишень (показана возможность получения пучка с характерным поперечным размером в фокальной области на уровне 1 мм и плотностью тока более 5 A/см2) и измерений интенсивности потока нейтронов, возникающих при бомбардировке мишени за счет D-D реакции синтеза (нейтронный выход достигал 1010 нейтронов в секунду). Такой «точечный» источник нейтронов представляется перспективным для использования в нейтронной томографии.
Для инициирования дуги трехфазного плазмотрона с рельсовыми электродами разработан инжектор плазмы на основе плазмотронов постоянного тока c торцевым катодом из композитного материала и медным анодом. Поджиг дуги в инжекторе осуществляется с помощью скользящего разряда на поверхности электроизоляционной втулки, расположенной между катодом и дополнительным электродом. Получены вольт-амперные характеристики инжектора в широком диапазоне токов и расходов газа. Описана возможность его работы в составе трехфазного плазмотрона переменного тока с рельсовыми электродами.
Установлена причина возникновения устойчивых синфазных НЧ-колебаний в плазменном кольце, формируемом ЭЦР-разрядом в узком коаксиальном резонаторе. Определена зависимость частоты НЧ-колебаний от природы рабочего газа, показывающая, что регистрируемые колебания являются следствием возникновения ионно-звуковой волны, распространяющейся в азимутальном направлении.