Аннотация: Монография посвящена исследованию физических процессов в многоканальных полых катодах — важнейших элементах конструкций современных электрореактивных двигателей. Методами математического моделирования исследована плазмодинамика полого катода с учетом эмиссии электронов и самосогласованного электрического поля, рассмотрены тепловые процессы и эрозия стенок полого катода, что позволяет прогнозировать сроки службы катодных систем. Представлены результаты натурных экспериментов с многоканальными полыми катодами, проведено их сравнение с результатами вычислительных экспериментов, что позволило подтвердить надежность предложенных в работе методов исследования и расчета полых катодов. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, интересующихся вопросами математического моделирования пристеночной плазмы, вопросами надежности и долговечности работы катодных систем современных плазменных двигателей. The monograph is devoted to the study of physical processes in multichannel hollow cathodes — the most important structural elements of modern electric jet engines. Using mathematical modeling methods, the plasmodynamics of a hollow cathode has been studied, taking into account electron emission and a self-consistent electric field, thermal processes and erosion of the walls of a hollow cathode are considered, which makes it possible to predict the service life of cathode systems. The results of field experiments with multichannel hollow cathodes are presented, their comparison with the results of computational experiments is carried out, which allowed us to confirm the reliability of the methods proposed in the study and calculation of hollow cathodes. For researchers, engineers, postgraduates and students interested in mathematical modeling of wall plasma, reliability and durability of cathode systems of modern plasma engines.

Аннотация: В пособии представлены учебно-методические указания к проведению лабораторных работ, посвященных изучению устройства и правил эксплуатации высокочастотного генератора ВЧГ8–60/13, определению и оптимизации газодинамических и теплофизических параметров потоков воздушной плазмы, генерируемых высокочастотным факельным плазмотроном в составе плазменной установки. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 14.03.02 «Ядерные физика и технологии», профиль «Физика кинетических явлений».

Аннотация: Представлены результаты исследований высоковольтных разрядов наносекундного и микросекундного диапазонов длительности в воздухе атмосферного давления: бесстримерного, искрового, диффузного и барьерного. Основное внимание сосредоточено на изучении пространственной структуры разных типов разрядов, при этом связующей нитью является наличие микроструктуры, когда разряд реализуется в виде совокупности большого количества каналов (филаментов) микронного диаметра. Вместе с тем, взаимоувязанным в рассмотрении оказывается широкий круг газоразрядных процессов, включающих плазменные, газодинамические, радиационные. Изложены экспериментальные данные и описаны физические модели, позволяющие объяснить основные наблюдаемые явления. Проведены аналогии с процессами формирования упорядоченных структур различной физической природы. Книга ориентирована на научно-технических работников в области физики газового разряда и импульсной электрофизики, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Аннотация: Тенденции развития современной технологии электронной техники заключаются в увеличении степени интеграции изделий на поверхности подложек, что связано как с увеличением диаметра применяемых в производстве подложек, так и с уменьшением геометрических размеров элементов изделий на их поверхности до 0,01-0,04 мкм. Для технологии изготовления изделий с микро и наноэлементами использование ВЧ разряда индуктивно связанной плазмы (ICP) как плазмообразующего источника предоставляет большие преимущества. В частности, с его помощью достигают высокую плотность плазмы (10¹¹-10¹² см‾³), минимальный разброс ионов по энергиям (Δei ≤ 5 эВ), относительно низкое рабочее давление (10‾²2÷10‾¹ Па) и низкую энергетическую цену иона (30÷80) эВ/ион. Благодаря отсутствию накаливаемых узлов источник ICP обладает большим ресурсом работы с химически активными газами. Особенно важно, что он предоставляет возможность независимого управления энергией и плотностью потока ионов, поступающих на подложку. Успехи в конструировании источников ЮР для целей микроэлектроники побудили разработчиков оборудования применить их и в других отраслях, например в азотировании стальных деталей, обработке полимерных пленок и нанесении специальных покрытий методами PVD и PECVD. За последнее десятилетие источники ICP нашли широкое промышленное применение, о котором появилось большое количество новой информации. Поэтому назрела необходимость составления обзора, цель которого — систематизация основных экспериментальных результатов разработки и применения источников ICP. В книге приведено описание принципов действия, особенностей и преимуществ источников ICP и рассмотрены многочисленные варианты конструкций современных источников ICP Приведены также примеры технологических применений описываемых источников для нанесения тонких пленок: в процессах PVD и PECVD. И кроме того, описано формирование плазмохимическим травлением трехмерных структур в различных материалах и двумерных структур в тонких пленках и связанное с такой обработкой существенное изменение свойств поверхностей различных материалов, в особенности полупроводников. Таким образом, настоящая книга представляет собой подробное справочное руководство по конструкциям и применению источников ICP Книга рассчитана на студентов, аспирантов, конструкторов нового технологического оборудования, использующего источники ICP, и технологов, работающих на таком оборудовании. Конструкторы найдут в ней обзор способов достижения высоких параметров источников ICP, а технологи ознакомятся с широким спектром их применения и полученных с их помощью достижений. Она также будет полезна в качестве учебного пособия для студентов старших курсов и аспирантов соответствующих специализаций.

Аннотация: Рассмотрен новый подход к получению мощных электрогидродинамических потоков в газовой среде, основанный на использовании интенсивного источника ионов, которым является барьерный разряд, распределенный по поверхности диэлектрика. Исследованы электроразрядные системы для активного управления течениями с высоким объемным расходом газа. Создана высокоэффективная многоразрядная актуаторная система для управления воздушным потоком на аэродинамических поверхностях с существенно более высокими силовыми и энергетическими характеристиками, чем у известных мировых аналогов.

Аннотация: В ряде отраслей техники (устройства подсветки быстропротекающих процессов импульсами рентгеновского излучения, аппаратура для нейтронного каротажа), в которых определяющими требованиями для элементов сильноточной электроники являются отсутствие накальных цепей, миниатюрность, широкий диапазон коммутируемых токов, устойчивость к внешним воздействиям, находят применение малогабаритные вакуумные коммутаторы, иногда называемые в литературе вакуумными диодами, в которых замыкание вакуумного изолирующего промежутка происходит за счет инжекции в него сгустка плазмы. Известно, что скорость распространения плазмы при этом зависит от направления электрического поля в коммутируемом промежутке. Наиболее простым по конструкции и, следовательно, допускающим наибольшую степень миниатюризации среди электроразрядных коммутаторов является устройство, в котором инициируется пробой, а затем искровой разряд по поверхности диэлектрика, приводящий к инжекции плазмы с поверхности диэлектрика в вакуумный промежуток. Показано, что проводящая среда в разреженном газе создается фотоионизацией, а ток пробоя по поверхности диэлектрика обеспечивается потоком электронов, эмитируемых из катодного пятна. Переходу разряда в дуговую стадию в коммутируемом вакуумном промежутке предшествует "убегание" электронов из плазменного факела, формирующегося на катоде, эмиссия ионов и амбиполярный дрейф плазмы на анод.

Аннотация: Устройство, аналитические характеристики и некоторые применения динамических масс-спектрометров двух типов: магнитного резонансного масс-спектрометра и времяпролетного масс-спектрометра (масс-рефлектрона). Измерение периода полураспада трития, который является кандидатом на роль топлива для термоядерных установок, и исследование конструкционных материалов токамака. Анализ топливных газовых смесей, содержащих тритий.

Аннотация: Отмечено, что в 1964 г. Борис Борисович Кадомцев предложил оценивать коэффициенты турбулентного переноса в плазме поперек магнитного поля, используя только результаты линейного анализа ее неустойчивости. Приведены примеры экспериментального подтверждения предсказанных на основе предложенного подхода свойств турбулентного положительного столба разряда в сильном магнитном поле, ионизационной турбулентности слабоионизованной плазмы в скрещенных электрическом и магнитном полях и турбулентности пристеночной плазмы в токамаках.

Аннотация: Рассмотрены основные особенности "открытого" фотоэлектронного разряда, используемого для высокоэффективной генерации электронных пучков в газах среднего давления и субнаносекундной коммутации высоковольтных импульсов. Измерена энергетическая эффективность генерации электронных пучков в открытом и аномальном разрядах, сформулированы условия для преобладания фотоэмиссии. Сделан вывод: фотоэмиссионный разряд является давно известным явлением, а аргументация физиков, отрицающих его существование, основана на использовании упрощенных моделей разряда, некачественно выполненных экспериментов.

Аннотация: Рассмотрены предложения по плазменной переработке радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива. Представлены экспериментальные работы по сепарации в плазме смесей химических элементов и изотопов, результаты которых могут способствовать оценке плазменных методов переработки радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива. Отмечено, что общим препятствием для применения плазменных методов является различие в уровне ионизации компонентов радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива при переводе их в плазменную фазу.

Аннотация: О новых научных достижениях Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе.

Аннотация: О новых научных открытиях в области астрофизики, физики плазмы, технических наук, биотехнологии, генетики и антропологии.

Аннотация: Отмечено, что экспериментальные данные о взаимодействии между протонами в процессах их соударений при высоких энергиях указывают на характерное и неожиданное изменение роли упругого рассеяния по сравнению с ролью неупругих процессов по мере возрастания энергии столкновения. Непреложные принципы условия унитарности в сочетании с доступными экспериментальными данными об упругом рассеянии использованы для извлечения новых выводов о форме пространственной области взаимодействия сталкивающихся протонов. Рассмотрена эволюция этой области при современных энергиях. Сделаны предсказания о ее характере при более высоких энергиях и разных предположениях об относительном поведении сечений упругого рассеяния и неупругих столкновений. Обсуждена возможная природа этого эффекта и его связь с динамикой сильных взаимодействий.

Аннотация: Приведен анализ современного состояния исследований процессов и механизмов трекообразования при облучении материалов быстрыми ионами. Показано, что природа и морфология треков зависит от типа и структуры материала и от уровня плотности энергии, выделенной в их электронную подсистему; облучение быстрыми тяжелыми ионами позволяет синтезировать нанокластеры и нанопроволоки, изменять их морфологию контролируемым образом, а также управлять электронными, магнитными и оптическими свойствами твердотельных материалов; уникальные оптические, фотоэлектрические и проводящие свойства треков могут быть использованы для создания нового поколения электронных и оптоэлектронных наноразмерных приборов; как низкоразмерные объекты, треки проявляют квантовое поведение в отношении этих свойств.

Аннотация: Дан обзор результатов теоретических и экспериментальных исследований по многопробочному магнитному удержанию плазмы. Описаны установки Института ядерной физики имени Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН: простейшие ловушки (пробкотрон Будкера - Поста) и проекты установок реакторного класса. Наиболее подробно рассмотрены результаты работ на установке ГОЛ-3 (ГОЛ - гофрированная открытая ловушка).

Аннотация: Рассмотрен вопрос о существовании фотоэмиссионного разряда. Обобщены результаты опытов и расчетов по открытому разряду, показывающие пренебрежимо малый вклад фотоэмиссии в развитие и генерацию электронных пучков в нем.

Аннотация: Отмечено, что квазилинейный метод описания слабой плазменной турбулентности является важнейшим элементом современной физики плазмы. Показано, как эволюционировали ранние идеи описания взаимодействия волн и частиц в плазме в связи с быстрым расширением круга научных интересов теоретиков, работающих в области исследования турбулентности и турбулентного переноса.

Аннотация: Представлен обзор исследований по физике и технике ионных и атомарных пучков, проводившихся в Институте ядерной физики имени Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН начиная с 1960 г. по настоящее время. Отмечено, что исследования были инициированы Гершем Ицковичем Будкером с целью получения пучков для перезарядной инжекции частиц в накопительные кольца; в дальнейшем был создан целый ряд ионных источников и получены пучки для применения в ускорителях и плазменных устройствах для нагрева плазмы и диагностики. Отражено развитие поверхностно-плазменного метода получения интенсивных пучков отрицательных ионов.

Аннотация: Рассмотрен процесс перехода короткого (меньше или равно 1 мм) межэлектродного промежутка, образованного поверхностью диэлектрика на границе с вакуумом, в проводящее состояние при подаче на промежуток импульса высокого напряжения. Регистрировались зависимости тока и напряжения искрового разряда по поверхности диэлектрика от времени. Обнаружено, что продолжительность развития искрового разряда по поверхности диэлектрика не зависит от протяженности промежутка, разделяющего электроды, и составляет порядка 10-20 нс, следовательно, замыкание промежутка не может быть обусловлено движением плазменного факела, эмитируемого катодным пятном. Предложена гипотеза о фотоионизационном механизме образования проводящего канала для искрового разряда. Источник ионизирующего ультрафиолетового излучения - плазма, образующаяся в результате электрического взрыва проводника в центрах взрывной электронной эмиссии. Отмечена опасность затягивания процесса коммутации промежутка в случае развития слаботочного разряда по поверхности диэлектрика, предваряющего искровую стадию разряда. Наиболее вероятный механизм указанного явления - образование у поверхности диэлектрика слабопроводящего облака адсорбированного остаточного газа и продуктов сублимации материала диэлектрика. Соответствующие оценки энергии слаботочного разряда и концентрации частиц газа подтверждают выдвинутую гипотезу.

Аннотация: Обсуждены экспериментальные результаты по удержанию и нагреву плазмы, полученные в исследованиях на установке газодинамической ловушки. Рассмотрены перспективы создания на основе газодинамической ловушки мощного источника нейтронов, который может быть использован для испытания материалов для первой стенки термоядерного реактора, а также в дальнейшем в качестве драйвера для подкритических реакторов деления.