Ранее обсуждался эффект частичного «запирания» и вспышек рентгеновского излучения (РИ) с энергией меньше или порядка K–Pd в плотной межэлектродной полидисперсной среде наносекундного вакуумного разряда (НВР) с анодом из Pd трубок. В данной работе представлен и моделируется эксперимент в НВР с анодом из железа, где наблюдается как выпуск, так и запирание РИ межэлектродной средой квантов K–Fe, энергия которых более чем в три раза меньше, чем в палладии. Это говорит в пользу того, что нужная энергия жёстких квантов во вспышках РИ, близкая к линии K, может быть получена выбором материала анода.
Сформулирована математическая модель импульсно-периодического разряда высокого давления в парах цезия на основе уравнений радиационной газодинамики. Выполнено исследование динамики формирования радиального распределения электронов в плазме разряда. Показано, что в разряде возможна реализация двух видов радиальных профилей концентрации электронов. В случае относительно небольших токов, когда плазма разряда частично ионизована, концентрация электронов имеет максимальное значение на оси разряда и убывает вдоль радиуса. При возрастании тока, после достижения высокой степени ионизации плазмы на оси разряда, характер распределения электронов резко изменяется: концентрация электронов теперь возрастает вдоль радиуса трубки, достигая максимума на периферии разряда. Показано, что перестройка радиальных профилей концентрации электронов происходит в момент, когда теплоёмкость плазмы на оси достигает минимума. Рассчитана зависимость значения температуры, соответствующей моменту перестройки, от давления плазмы в трубке.
Рекордная теплопроводность алмаза (до 24 Вт/см К) делает его предпочтительным материалом теплоотводов в электронике. Для практического решения таких задач слои поликристаллического алмаза (ПКА) должны быть синтезированы на подложках диаметром не менее 2 дюймов методом химического осаждения из газовой фазы. Типичными проблемами для таких ПКА пленок являются неоднородность и высокие значения механических напряжений, связанных с различием коэффициентов теплового расширения алмаза и кремния. В данной работе на основе моделирования электронного поля был разработан, изготовлен и затем испытан в СВЧ-реакторе ARDIS-100 держатель пьедестальной геометрии. С использованием такого держателя на подложке кремния толщиной 0,35 мм и диаметром 2 дюйма был синтезирован слой ПКА толщиной 80 мкм. Структура и фазовый состав синтезированного образца изучались методами растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Прогиб двухдюймовой пластины «Алмаз-на-Si», измеренный с помощью интерферометра белого света, составлял ~50 мкм. Полученные результаты могут быть использованы для изготовления теплоотводящих ПКА слоёв для применения в электронике.
Представлена экспериментальная установка, созданная на базе СВЧ-плазмотрона волноводного типа, для исследования плазменной модификации дисперсных материалов (сыпучих порошков) в безэлектродном СВЧ-разряде атмосферного давления в газовом потоке. Разработаны устройства (модули установки) для формирования вихрево-го потока плазмообразующего газа и управляемой инжекции дисперсных частиц в СВЧ-разряд. Проведены предварительные эксперименты по обработке микрочастиц SiO2, MgO и политетрафторэтилена (ПТФЭ) в СВЧ-разряде в потоке аргона. Анализ частиц проводился методом сканирующей электронной микроскопии. На примере оксидов было показано, что СВЧ-плазменное воздействие может приводить к агломерации частиц и их сфероидизации. Созданный экспериментальный комплекс с использованием разнообразных рабочих газов предоставляет универсальные возможности для задач плазменной модификации дисперсных частиц в широком диапазоне размеров и материалов.
Методами цифровой трассерной визуализации (PIV) и скоростной фотосъёмки исследован разряд с жидким электролитным катодом при атмосферном давлении в воздухе. Определено поле скоростей газовых потоков, создаваемых разрядом. Показано, что газовый поток, создаваемый разрядом, движется вниз вдоль разрядного канала к поверхности раствора, достигая максимальной скорости вблизи его поверхности. Встречаясь с поверхностью раствора газ начинает растекаться вдоль неё в тонком слое толщиной около двух миллиметров. Таким образом, установлено, что компоненты раствора, перенесённые из раствора в газовую фазу под действием разряда с жидким катодом, выносятся из зоны разряда в горизонтальном направлении, вдоль поверхности раствора.
В работе посредством численного моделирования исследован процесс параметрического распада лазерной волны необыкновенной поляризации в плазме в сверхсильном магнитном поле. В таком взаимодействии волна накачки распадается на два верхнегибридных плазмона с последующим каскадным возбуждением мод Бернштейна. Обнаружено возникновение отраженной от области неоднородности плазмы необыкновенной волны на верхнегибридной частоте. Сделан вывод о том, что отраженная волна возбуждается верхнегибридными плазмонами, возникшими при первичном распаде. Исследована зависимость средней энергии электронов, набираемой при развитии неустойчивости, от величины внешнего магнитного поля и от градиента плотности плазмы
В работе обсуждается эффект частичного «запирания» рентгеновских квантов с энергией меньше или порядка 10 кэВ межэлектродной полидисперсной средой наносекундного вакуумного разряда (НВР) с виртуальным катодом, что иногда сопровождается высокоинтенсивными вспышками рентгеновского излучения (РИ). Предложена модель диффузии и выпуска РИ в НВР на основе решения уравнения для потока квантов в рассеивающей и поглощающей межэлектродной среде. Результаты представленной модели сопоставляются со схемой стохастического лазера В. С. Летохова.
В работе представлены результаты расчетов характеристик дрейфа электронов в аргоне для случая постоянного и однородного электрического и магнитного полей. Приведенные напряженности электрического поля 10, 30, 100 Тд, при индукции магнитного поля до 10 Тл при плотности газа 10 17 атомов в см 3 представляют основной интерес для физики газоразрядной плазмы во многих приложениях. Рассмотрено влияние как про дольного, так и поперечного магнитного поля на основные характеристики дрейфа, включая неупругие процессы. Приведены результаты расчетов энергобала нса электронов и показано, что с увеличением поперечного магнитного поля неупругие процессы подавляются, а ср едняя энергия при этом уменьшается незначительно (для 10 E N 100 Тд). Проанализированы основные закономерности изменения коэффициентов продольной и поперечной диффузии в зависимости от параметра Холла. Для случая поперечного магнитного поля исследована зависимость тока Холла от силы магнитного поля. Проведено сравнение с известными аналитическими оценками ск орости дрейфа и коэффициентов диффузии диффузии.
Разработан и создан оригинальный источник неравновесных низкотемпературных плазменных струй на основе барьерного разряда в радиально-сходящемся потоке атомарных и молекулярных газов при атмосферном давлении. Электродная система разряда состоит из двух параллельных кварцевых дисков, в геометрическом центре которых сделаны два соосных одинаковых отверстия. На внешнюю сторону каждого диска наклеена металлическая фольга в форме широкого кольца, соосного отверстиям. Поток газа направлен от периферии дисков к их центру и выходит наружу по нормали к поверхности дисков через узкие отверстия. В результате формируются две соосные плазменные струи, перпендикулярные дискам и направленные в разные стороны. Аналогов разработанного источника двух соосных и разнонаправленных плаз-менных струй в литературе нет. Источник опробован для плазменной обработки диэлектрических нитей, которые протягиваются через отверстия в барьерах и постоянно обволакиваются плазменными струями. Результаты работы показывают практическую возможность использования созданного газоразрядного источника для непрерывной «roll-to-roll» плазменной обработки полимерных нитей с целью улучшения их гидрофильности.
В работе исследована эволюция пылинок из различных материалов, используемых в термоядерных энергетических установках, построена модель для описания пылеобразования. В модели учитывались термохимические, электрические и другие свойства материалов стенок термоядерного реактора. Показано, что доминирующим процессом, приводящим к уменьшению массы пылинки, является термическое испарение, которое определяется давлением насыщенного пара при температуре теплового равновесия. Получены оценки времени жизни пылинок из разных материалов в зависимости от параметров плазмы. Представленные результаты могут быть полезны для оценки длины проникновения пылевых частиц в глубину реактора. Показана разница в динамике частиц из легких и тяжелых элементов. Из рассмотренных четырех эле-ментов (Be, Ni, Mo и W), пылинки из никеля демонстрируют наиболее высокую прони-кающую способность из-за длительного времени жизни и умеренного веса.
Приведены результаты исследования динамики горения дугового разряда в электродуговой камере плазмотрона переменного тока мощностью до 10 кВт. Измерения про-водились с использованием графитовых и вольфрамовых электродных наконечников при атмосферном давлении в диапазонах расходов плазмообразующих газов: H2 до 0,08 г/с и смеси H2+CH4 до 0,1 г/с. Установлены характерные стадии развития разряда, среди которых наблюдались контрагированные, диффузные с образованием плазменного шлейфа и переходные типы дугового разряда.
Рассматривается вопрос о влиянии диодной плазмы на формирование и распространение волн сжатия и ударных волн внутри мишеней при исследовании воздействия сильноточных электронных пучков на твердые мишени. Экспериментальные исследования проведены на установке «Кальмар», генерирующей сильноточный пучок электронов. Для получения оценок проведено численное моделирование процессов, происходящих в диоде, заполненном плазмой, в рамках одномерной магнитной гидродинамики. Полученные результаты моделирования подтверждают, что плазма может обеспечивать давление, достаточное для создания наблюдаемых в эксперименте вторичных волн сжатия.