Проведение исследований физических и химических процессов с использованием научно-исследовательского экспериментально-диагностического стенда на основе сильноточного магнитоплазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1)

В научно-техническом отчете представлены результаты завершенных разделов экспериментальных исследований и разработок, полученных в результате выполнения этапа № 1 технического задания государственного контракта № 02.518.11.7020 от 18 апреля 2007 г. «Проведение исследований физических и химических процессов с использованием научно-исследовательского экспериментально-диагностического стенда на основе сильноточного магнитоплазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1)» (шифр 2007-7-1.8-00-02-157).
Показано, что цели и задачи технического задания государственного контракта, связанные с разработкой и реализацией концепции и программы развития УСУ; получением новых научных данных на экспериментальном стенде в результате исследований: 1) 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; 2) исследований теплофизических, оптических и переносных (транспортных) характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава, в том числе – и в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок и создание соответствующих баз данных для энергетических установок высокой плотности мощности; 3) исследований нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами; 4) исследований новых радиационно-плазмодинамических методов создания и диагностики экстремальных состояний вещества при высоких концентрациях энергии с использованием гиперзвуковых потоков излучающей плазмы в широком диапазоне температур и давлений на установке, выполнены в полном объеме в соответствии с ОТЗ ГК.
Приводится краткий критический анализ полученных результатов, сформулированы задачи сопряженных исследований на УСУ участников проекта и определены перспективы и направления дальнейших фундаментальных и прикладных исследований и опытно-конструкторских разработок в области радиационной плазмодинамики.

В научно-техническом отчете представлены результаты завершенных разделов экспериментальных исследований и разработок, полученных в результате выполнения этапа № 2 технического задания государственного контракта № 02.518.11.7020 от 18 апреля 2007 г. «Проведение исследований физических и химических процессов с использованием научно-исследовательского экспериментально-диагностического стенда на основе сильноточного магнитоплазмодинамического ускорителя экстремальной плотности мощности (ЛУЧ СО1)» (шифр 2007-7-1.8-00-02-157).
Показано, что цели и задачи технического задания государственного контракта, связанные с получением новых научных данных на экспериментальном стенде в результате исследований: 1) 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; 2) исследований теплофизических, оптических и переносных (транспортных) характеристик плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава, в том числе – и в условиях интенсивных радиационных, электромагнитных и ударно-волновых нагрузок и создание соответствующих баз данных для энергетических установок высокой плотности мощности; 3) исследований нелинейных радиационно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излучающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными средами; 4) исследований новых радиационно-плазмодинамических методов создания и диагностики экстремальных состояний вещества при высоких концентрациях энергии с использованием гиперзвуковых потоков излучающей плазмы в широком диапазоне температур и давлений на установке, выполнены в полном объеме в соответствии с ОТЗ ГК.
Приводится краткий критический анализ полученных результатов, сформулированы задачи сопряженных исследований на УСУ участников проекта и определены перспективы и направления дальнейших фундаментальных и прикладных исследований и опытно-конструкторских разработок в области радиационной плазмодинамики

Выполнен этап исследований: а. переносных характеристик ускоренных потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава в неизученном диапазоне параметров; б. радиационно-плазмодинамических механизмов генерации, нагрева и ускорения гиперзвуковых потоков плотной плазмы сложного химического состава, макроскопической устойчивости и макроструктуры зон магнитогидродинамической компрессии и термализации сильноточных излучающих плазмодинамических разрядов в вакууме и газоплазменных средах конечного давления; в. транспортных свойств активных сред плазмодинамических разрядов и границ проявления нелинейных радиационно-плазмодинамических явлений, сопровождающих взаимодействие ускоренных плазменных потоков и излучения. Проведен цикл экспериментальных исследований, анализа и моделирования фазовых переходов в плазменно-пылевых и самоорганизующихся структурах. Выполнен этап разработок оптимизационных моделей многопараметрического анализа и количественной характеризации микро, макроструктуры и динамики генерации ударно-волновых структур в гиперзвуковых газово-плазменных потоках в ограниченных каналах. Выполнена генерация разделов электронных банков данных для теоретического и экспериментального анализа оптических характеристик плазмы сложного химического состава и гетероструктур, пылевых плазменных структур в условиях интенсивных радиационных и электромагнитных полей в широком диапазоне плотностей и температур. Проведен этап работ по закупке, поставке оборудования, проведены пуско-наладочные работы для модификации модуля электрооптической регистрации изображений (модуля узкополосных ИК-УФ-спектрометров с волоконной оптикой и оптоэлектронной регистрацией эмиссионных / абсорбционных спектров высокого временного разрешения); продолжены работы по разработке методик экспериментальных исследований, подготовке моделей (макетов экспериментальных образцов), а также испытательных стендов (установок). Выполнен этап экспериментальных и расчетно-теоретических работ, направленных на создание специализированных научных, технологических комплексов и систем.

1. Выполнен цикл экспериментальных исследований нового радиационно-плазмодинамического явления – эффекта каналирования коротковолнового излучения по спектру и направлению в сильноточных плазмодинамических разрядах.
2. Рассмотрены принципы и возможные методы управления макрострукту-рой и динамикой эмиссионного спектра, коротковолновой селекцией и диаграм-мой направленности ультрафиолетового и вакуумного ультрафиолетового излу-чения открытых плазмодинамических разрядов в вакууме и газах.
3. Выполнен анализ эффекта плазмодинамической модификации оптиче-ских и транспортных свойств кристаллов и диэлектриков, взаимодействующих с плотной ускоренной излучающей плазмой.
4. Выполнен цикл экспериментальных исследований нелинейных радиаци-онно-плазмодинамических эффектов взаимодействия ускоренных потоков излу-чающей плотной плазмы с конденсированными, газовыми и плазменными среда-ми для разработок принципиально новых мощных коротковолновых (ВУФ-МР) источников излучения высокой спектральной яркости несинхротронного типа.
5. Развита методология проведения многопараметрических стендовых экс-периментальных исследований в условиях интенсивных радиационных, электро-магнитных полей и ударно-волновых нагрузок.
6. Выполнен оптимизационный анализ транспортных и оптических характе-ристик плотной плазмы перспективных рабочих сред плазмодинамических излу-чающих систем.
7. Получены новые данные по свето-индуцированным радиационно-теплофизическим процессам генерации, нагрева и ускорения ряда газово-плазменных рабочих веществ и активных сред электротехнических установок экстремальной плотности мощности.
8. Созданы разделы тематических баз данных для энергетических установок высокой плотности мощности на основе исследований теплофизических, оптиче-ских и транспортных характеристик ускоренных потоков плотной плазмы сложного химического и ионизационного состава.