Проведение исследований физических и химических процессов с использованием уникальной плазменной установки «Тюльпан» (регистрационный номер 01- 07) в области физики плазмы и УТС, создания экологически безопасных источников рентгеновского и нейтронного излучений

На отчетном этапе выполнены следующие работы:
- проанализированы разработанные методики и методы исследования плазмы, получаемой в установках типа плазменный фокус;
- разработана концепция развития УСУ на 2007 – 2010 годы, которая заключается в проведении на установках ПФ-4 и ПФ-400 с энергетикой в диапазоне от нескольких кДж до мегаджоульного уровня комплексных исследований плазмы и ее воздействия на материалы;
- проведены патентные исследования с целью определения уровня техники в области исследований физических и химических процессов с использованием плазменной установки «Тюльпан» и создания экологически безопасных источников рентгеновского и нейтронного излучений. Изучены существующие технологии и разработки для обеспечения высокого уровня создаваемых методик;
- в соответствии с концепцией развития УСУ разработана программа развития УСУ на 2007 – 2010 годы.

На отчетном этапе выполнены следующие работы:
проведены мероприятия по модернизации диагностического комплекса и системы зарядки конденсаторного накопителя энергии;
выполнены исследования плазмы, формируемой импульсом тока с плотностью более 107 А/см2. В результате были изучены:
• свойства плазмы на начальной стадии разряда, в зоне высокоскоростного динамического контакта плазма – электрод;
• механизмы “убегания” токовой оболочки вблизи анода (рентгеновский режим ПФ);
проведены исследования по разработке методов повышения устойчивости плазмы и достижения экстремальных параметров излучений.

В ходе выполнения 3 этапа НИР:
? проведены мероприятия по модернизации диагностического комплекса и системы зарядки конденсаторного накопителя энергии;
? выполнены исследования по разработке физических принципов генераторов мощных высокоскоростных плазменных потоков;
? проведены исследования физических процессов при сжатии лазерных и пылевых мишеней токово-плазменной оболочкой, создаваемой в сильноточном электрическом разряде типа плазменный фокус;
? проведены эксперименты по синтезу неравновесных соединений из элементов химически не взаимодействующих друг с другом в нормальных условиях.
В результате были получены следующие результаты:
? разработана методика определения температуры токово-плазменой оболочки;
? разработана методика измерения магнитного поля и тока в пинчующейся плазме;
? измерен ток и его распределение в разрядной камере плазменного фокуса в разных стадиях разряда;
? изучены свойства кумулятивных плазменных потоков;
? предложен новый способ поверхностного легирования металлов путем их обработки импульсной высокотемпературной плазмой, обогащенной атомами и ионами легирующего элемента.

1. Разработаны физические основы технологии нанесения высоко-адгезионных покрытий на химически невзаимодействующие материалы.
Изучены масштабные закономерности (скэйлинг) нейтронного выхода установки «Тюльпан» от энергии в конденсаторном накопителе и тока.
Проведены исследования по созданию материалов-мишеней для нейтронных генераторов путем насыщения их изотопами водорода или трития свыше предела их растворимости в материале мишени.
Получены наноструктурные материалы, в том числе металлические сплавы, путем стимулирования образования химических соединений при мощном энергетическом воздействии.
2. Проведенные в НИР исследования выполнены на высоком научно-техническом уровне на экспериментальной установке, не имеющей аналогов в мире, ряд результатов получен впервые. Результаты актуальны и соответствуют мировому уровню, что подтверждается их публикациями в ведущих российских и зарубежных журналах.
3. Особенности исследования заключается в одновременном применении для создания и нагрева плазмы сильноточных установок типа плазменный фокус с энергетикой в диапазоне 4-400 кДж с импульсом тока величиной порядка нескольких мегаампер, что позволяет получать плазму с экстремальными параметрами (плотность ~1019 см-3, температура несколько кэВ, скорость плазменных потоков около 108см/c, плотность потока энергии на мишени 108-1010 Вт/см2). Плазма с такими парамерами может быть использована для проведения исследований в области управляемого термоядерного синтеза, в нанотехнологиях, в материаловедении при создании новых мактериалов и их модификации, а также при испытании конструкционных и функциональных материалов, предназначенных для применения в экстремальных условиях, характеризующихся высокими температурой, давлением и потоками частиц, в том числе проникающих излучений.