Регистрация / Вход
Прислать материал

Физика импульсной плотной плазмы, создаваемой магаамперным током и лазерным излучением. Электронно-ионно-плазменные технологии на установке: "Сильноточные электроразрядные установки типа плазменный фокус ПФ-400 и ПФ-4 (Установка "ТЮЛЬПАН") (рег. № 01-07)".

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.452.12.7004
Организация
ФИАН

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
ОАО "КДП"

Этапы проекта

1
24.06.2005 - 31.08.2005
2
01.09.2005 - 04.11.2005
В ходе выполнения НИР:
- проведены исследования свойств импульсной плотной плазмы, формируемой в электроразрядных устройствах типа плазменный фокус и в вакуумных разрядах, индуцируемых импульсом лазера – получены новые данные о распределении плотности, температуре, о скорости радиального сжатия плазмы в установках с энергетикой 4 и 400 кДж при разных давлениях рабочего газа и различного газового состава;
- получены новые данные о механизмах генерации жестких излучений и измерены эффективность преобразования электрической энергии в излучения и ее энергия;
- получены данные о спектральном составе излучений;
- получены новые данные о свойствах кумулятивных плазменных потоках, генерируемых в ПФ;
- показано, что установки типа плазменный фокус могут быть использованы как источники мягкого рентгеновского излучения для рентгенолитографии, микроскопии, а также для изучения физики воздействия мощных плазменных потоков на материалы, а также для их модификации и создания новых материалов;
- из проведенных исследований по воздействию высокотемпераутрного дейтериевого плазменного фокуса на образцы сплавов системы V-Ga-Si установлено, что в процессе облучения происходит существенное поверхностное и объемное упрочнение сплавов за счет деформации и внедрения дейтерия в структуру сплава под воздействием ударных волн. В объеме образцов наблюдается как общее упрочнение, так и локальное, в отдельных участках сплава;
- изучено влияние геометрии электродов плазменного фокуса на величину максимального тока разряда;
- показано, что для плазменного фокуса существуют два взаимодополняющих способа повышения тока разряда: увеличение напряжения и уменьшение относительного межэлектродного промежутка. Т.е. оптимальное сочетание высоковольтной (более 100 кВ) быстрой батареи и филипповской геометрии разряда может, как нам представляется, позволить преодолеть насыщение нейтронного выхода на установках мегаджоульного уровня и тем самым дальше продвинуться по нейтронному скэйлингу;
- установлено, что начальные условия (объем лазерной плазмы в разрядном промежутке, длительность воздействия инициирующего разряд лазерного импульса) являются одними из главных факторов, определяющих устойчивость токопрохождения в вакуумном разряде;
- достигнута спектральная яркость источника в К-линиях титана
1021 кв./см2.с.ср.кэВ (что соответствует 1011 квантов за один импульс длительностью 10 нс), превышающая спектральную яркость промышленно-выпускаемых рентгеновских трубок (1018 кв./см2.с.ср.кэВ). Высокая спектральная яркость и возможность жесткой временной синхронизации позволяют использовать источник в целях микроскопии нестационарных объектов.
Проведенные в НИР экспериментальные и теоретические исследования выполнены на высоком научно-техническом уровне на экспериментальных установках, не имеющих аналогов в мире, ряд результатов получен впервые. Результаты актуальны и соответствуют мировому уровню, что подтверждается их публикациями в ведущих российских и зарубежных журналах.
Поставленные в НИР задачи выполнены в полном объеме в соответствии с ТЗ и календарным планом.
В дальнейшем на установке ТЮЛЬПАН предполагается продолжить:
1. экспериментальные исследования импульсной плотной плазмы, создаваемой в сильноточном электрическом разряде типа плазменный фокус при сжатии лазерных и пылевых мишеней;
2. работы по разработке методов увеличения абсолютного выхода нейтронного и рентгеновского излучения из ПФ путем:
- увеличения энергетики установки и повышения эффективности транспортировки мультимегаамперного тока от конденсаторного накопителя к плазменной нагрузке;
- использования в ПФ твердотельных, газовых мишеней и инжекции плазмы, создаваемой лазерным излучением;
3. работы по разработке методов создания новых материалов и модификации их свойств на основе импульсного воздействия мощных энергетических потоков.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

2.6 Обеспечение функционирования уникальных стендов и установок научных и образовательных организаций, а также уникальных объектов инфраструктуры науки и образования (включая обсерватории, ботанические сады, научные музеи и др.)
Тема
Физика импульсной плотной плазмы, создаваемой магаамперным током и лазерным излучением. Электронно-ионно-плазменные технологии на установке: "Сильноточные электроразрядные установки типа плазменный фокус ПФ-400 и ПФ-4 (Установка "ТЮЛЬПАН") (рег. № 01-07)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование возможности получения интенсивного мягкого рентгеновского излучения на комплексе ПФМ-72 для целей рентгено- и ВУФ литографии и имитационных применений на установке: "Установка ПФМ-72 для исследования импульсной высокотемпературной плотной плазмы типа микропинч и плазменный фокус с лазерным инициированием и (или) созданием рабочего вещества (ПФМ-72) (рег. № 06-34)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,7 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение исследований по созданию научно-технического задела технологий новых источников энергии на основе импульсных электроразрядных устройств типа плазменный фокус, быстрый вакуумный разряд, сильноточный z-пинч и лазерных установок.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Источники импульсов мощного СВЧ-излучения с многократной электронной перестройкой частоты излучения на основе взаимодействия релятивистских сильноточных электронных пучков с плазмой на установке: "Плазменный релятивистский СВЧ-генератор (ПРГ) (рег. № 01-04)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Количество заявок
1
Исследование теплофизических, оптических и транспортных характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок. Исследование физики нового класса сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов экстремальной плотности тока и радиационно-плазмодинамических механизмов генерации, нагрева и ускорения гиперзвуковых потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава. Фундаментальные исследования нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами на установке: "Научно-исследовательский экспериментально- диагностический стенд на основе сильноточного магнито-плазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1) (рег. № 06-17)"
Тема
Исследование теплофизических, оптических и транспортных характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок. Исследование физики нового класса сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов экстремальной плотности тока и радиационно-плазмодинамических механизмов генерации, нагрева и ускорения гиперзвуковых потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава. Фундаментальные исследования нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами на установке: "Научно-исследовательский экспериментально- диагностический стенд на основе сильноточного магнито-плазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1) (рег. № 06-17)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
2,1 млн
Количество заявок
1