Публикации автора

В работе представлены результаты расчетов методом Монте-Карло транспортных характеристик ионов, пересекающих поверхность мишени. Основное внимание уделено угловому и энергетическому распределению ионов и отличию в распределениях средних по объему и средних по потоку на поверхность мишени.

Разряд в смеси газов обладает рядом особенностей, которые могут проявляться в экспериментах с пылевой плазмой. Например, при большом отличии атомных весов ионов и атомов, имеет место сильная анизотропия функции распределения ионов по скоростям, что в свою очередь может вызывать значительное изменение свойств пылевых структур. В работе выполнен анализ экспериментов по исследованию пылевых образований в газовом разряде смеси легкого и тяжелого газов — гелия и аргона, и представлены результаты численного моделирования дрейфа ионов и электронов в смеси этих газов, а также процессов зарядки пылевых частиц.

Рассчитаны и проанализированы характеристики дрейфа электрона в смеси гелия с ксеноном при напряженности электрического поля E/N= 1—100 Тд с учетом неупругих столкновений. Показано, что даже незначительная добавка ксенона в гелий, начиная с долей процента, сильно влияет на разряд, в особенности, на характеристики неупругих процессов. Исследовано влияние процентного состава гелия и ксенона на дрейф электронов, в частности, на коэффициенты диффузии и подвижности, частоту ионизации и т. д.

Представлены результаты экспериментального исследования импульсного газового разряда в гелии при атмосферном давлении с ультрафиолетовой предыонизацией газа в системе «сетчатый катод – плоский анод». Напряжение на разрядном конденсаторе изменялось в диапазоне 3–14 кВ. Установлено, что амплитудное значение тока монотонно возрастает от десятков единиц до 1000 А с увеличением прикладываемого напряжения, демонстрируя почти линейную зависимость амплитудного значения тока Imaх от прикладываемого напряжения.

Разряд в смеси газов обладает рядом особенностей, которые могут проявляться в экспериментах с пылевой плазмой. Например, при большом отличии атомных весов ионов и атомов, имеет место сильная анизотропия функции распределения ионов по скоростям, что, в свою очередь, может вызывать значительное изменение свойств пылевых структур. В работе выполнен анализ экспериментов по исследованию пылевых образований в газовом разряде смеси легкого и тяжелого газов — гелия и аргона.

Рассчитаны и проанализированы характеристики дрейфа электрона в аргоне с парами ртути при напряженности электрического поля E/N = 1—100 Тд с учетом неупругих столкновений. Показано, что даже незначительные добавки атомов ртути в аргон, начиная с долей процента, сильно влияют на разряд, в особенности, на характеристики неупругих процессов. Исследовано влияние процентного содержания атомов ртути в аргоне на кинетические характеристики: коэффициенты диффузии и подвижности, частоту ионизации и т. п.

Выполнен анализ кинетических характеристик электронов и ионов при их дрейфе в инертных газах в условиях экспериментов с пылевой плазмой в разряде постоянного тока в трубке диаметром 2 см, давлении газа 0,33 Торр и токе 1,5 мА. Методом динамики многих частиц с розыгрышем столкновений по процедуре Монте Карло вычислены скорость дрейфа электронов, энергетический коэффициент Таунсенда, средняя энергия, коэффициент ионизации и доля энерговклада на возбуждение и ионизацию газа для случаев однородного и стратифицированного разрядов. Получены оценки потенциала стенки и плотности плазмы, проведено сравнение с экспериментом. Рассчитаны характеристики ионной компоненты, сделаны оценки влияния распыления никелевого катода на временные характеристики разряда.

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.

В работе представлены результаты экспериментального и численного исследования импульсного разряда в гелии атмосферного давления. Из данных покадровых картин формирования разряда и спектрального состава излучения установлено, что развитие разряда сопровождается распылением материала электрода. Методом Монте-Карло выполнены расчеты ионизационно-дрейфовых характеристик электронов и ионов в гелии с парами железа и показано, что даже очень малые примеси атомов железа в гелии существенно меняют функцию распределения электронов по энергиям и зарядовый состав плазмы. Рассчитаны и протабулированы диффузионно-дрейфовые характеристики ионов железа в гелии в зависимости от приведенной напряженности электрического поля – средняя энергия ионов, их продольная и поперечная температуры, коэффициенты диффузии вдоль и поперек направления поля. Исследована функция распределения ионов по скоростям и угловая зависимость ионов, бомбардирующих поверхность.

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.

Предложен и реализован метод управления размером пылевых частиц при вариации электронной температуры посредством добавления в разряд малой доли примеси газа с низким потенциалом ионизации. Показано, что при использовании максимально разнящихся по массе инертных газов Не и Хе, размер отобранных пылевых частиц отличается вдвое. Выполнены численные оценки среднего размера отобранной частицы на основе баланса сил, действующих на пылевую частицу, с учетом влияния примеси на заряд частиц и скорость потока ионов. Метод настройки пылевой ловушки на размер удерживаемых частиц, работает в интервале порядка 1–10 мкм.

Изготовлена керамика состава YBa2Cu3O7-δ методом твердофазного спекания с заданной плотностью и оптимально насыщенная кислородом, проявляющая признаки преимущественной ориентации кристаллитов вдоль оси c. Проведены прецизионные
рентгеноструктурные исследования термической деформации решетки для образца YBa2Cu3O7-δ в сверхпроводящем состоянии. Изучены спектры комбинационного рассеяния с уточнением положения пиков с использованием функции Лоренца. Проведена оценка содержания кислорода и температуры сверхпроводящего перехода по исследованиям структуры, электрических и тепловых свойств. Показано, что начало сверхпроводящего перехода, определяемое по температурной зависимости электросопротивления, сопровождается сжатием решетки, после которого происходит рост объема в области серединных значений Тс. После перехода в сверхпроводящее состоя-
ние изменение объема стремится к нулю.