Vol 51, No 4 (2025)

Cover Page

Full Issue

TOKAMAKS

Methods of Signal Processing for Magnetic Probes in the T-15MD Tokamak

Izarova A.D., Belov A.M., Eliseev L.G., Sushkov A.V., Balashov A.Y., Stepin A.V., Rogozin K.A., Sarancha G.A.

Abstract

The applicability of several signal processing methods is analyzed for local magnetic probes experimental data aimed at determining the poloidal mode number (m) of MHD perturbations in the plasma of a tokamak with a non-circular cross-section. These include two-dimensional Fourier decomposition, the Hilbert transform method, singular value decomposition, and the phase matrix method. These methods have been applied under the conditions of the D-shaped cross-section of the T-15MD vacuum chamber and have shown good results in determining the poloidal wave numbers of MHD perturbations for both synthetic and experimental local magnetic probes signals. The results of processing experimental data from local magnetic probes demonstrate good agreement with those obtained using the T-15MD soft X-ray diagnostic.
Fizika plazmy. 2025;51(4):351–368
pages 351–368 views

МАГНИТНЫЕ ЛОВУШКИ

A NUMERICAL MODEL OF A NONSTATIONARY PLASMA IN AN AXIALLY SYMMETRIC OPEN TRAP MIDAS-1D2V

Prikhodko V.V.

Abstract

A deterministic numerical model is proposed for the time-evolution of the ion distribution function in an axially symmetric open trap. The model assumes the only flux tube with a uniform distribution of parameters over the cross-section. The phase space is parameterized by the total energy and magnetic moment. The Rosenbluth-Trubnikov potentials are calculated using angle-averaged distribution functions. The Maxwellian distribution of electrons with the same temperature in the entire computational domain is assumed.
Fizika plazmy. 2025;51(4):369–381
pages 369–381 views

ЛАЗЕРНАЯ ПЛАЗМА

Generation of synchrotron radiation during interaction of a multiterawatt laser pulse with transparent plasma

Vais O.E., Lobok M.G., Bychenkov V.Y.

Abstract

Relativistic self-trapping of a relativistic-intensity laser pulse during its propagation in a transparent high-density plasma is accompanied by the generation of ultra-bright synchrotron (betatron) radiation of the super-hard X-ray range. The paper studies the effect of the duration of a laser pulse of a given energy on the characteristics of such radiation. It is shown that the already available compression of powerful laser pulses significantly increases the efficiency of conversion into synchrotron radiation, and also increases the brightness of the X-ray source by an order of magnitude.
Fizika plazmy. 2025;51(4):382–393
pages 382–393 views

Evolution of high energy density in plasma formed upon irradiation of steel foils by ultrarelativistic femtosecond laser pulses

Sedov M.V., Alkhimova M.A., Makarov S.S.

Abstract

Results of the particle-in-cell simulation that illustrate evolution of parameters of laser-produced plasma formed upon irradiation of steel foils with a thickness of 1–5 µm by femtosecond laser pulses with intensity of ≥5×1021 W/cm2 are presented. Analytical estimates for analysis of energy dissipation in a foil of finite thickness are obtained. Numerical simulations are compared with the results of the recent experiment in which diagnostics of plasma parameters was carried out by methods of X-ray spectroscopy. The results of simulation agree with the experimental results and confirm that a microscopic-sized plasma source with energy density exceeding 1 GJ/cm3 and lifetime of about 500 fs can be formed as a result of action of high-contrast femtosecond laser pulses of ultrarelativistic intensity. In addition, simulations demonstrate that a plasma source with a volume of ∼1 µm3 and lifetime of ∼5 light periods that has parameters close to those existing inside the Sun, i.e., the temperature of ∼1–3 keV and energy density of ≥10 GJ/cm3 (pressure of ≥100 Gbar), can be formed under the same parameters of the experiment.
Fizika plazmy. 2025;51(4):394–400
pages 394–400 views

SPACE PLASMA

NONLINEAR DUST ACOUSTIC WAVES NEAR THE SURFACE OF PHOBOS AND DEIMOS

Izvekova Y.N., Kopnin S.I., Popel S.I.

Abstract

Phobos and Deimos are atmosphereless celestial bodies with a weak gravity. Their surfaces consist of small regolith grains that are not connected to one another and have appeared due to bombardment with micrometeorites. Their weak gravity makes these bodies interesting for piloted flights and increases the role of dust, since even a small perturbation leads to the creation of massive dust clouds above their surfaces. The surfaces of these satellites of Mars are charged by the electromagnetic radiation from the Sun and the plasma of the solar wind. The dust grains located at the surface and in the near-surface layer absorb the photons, photoelectrons, electrons, and ions of the solar wind, and, as a result, they obtain electric charge. The action of the electrostatic force under the weak gravity conditions leads to the detachment of dust grains from the surface and the creation of a dusty plasma system together with the electrons and ions. In the dusty plasma system above the surfaces of Mars's satellites, dust acoustic waves can propagate. In this work, we consider nonlinear periodic and solitary dust acoustic waves with an arbitrary amplitude, which can propagate near the surface of Phobos and Deimos, and discuss the possibility of observing these structures.
Fizika plazmy. 2025;51(4):401–406
pages 401–406 views

THE NUMERICAL SIMULATION OF THE EXPANSION OF ARTIFICIAL PLASMA FORMATIONS IN THE GEOMAGNETIC FIELD

Urvachev E.M., Losseva T.V., Goncharov E.S., Lyakhov A.N.

Abstract

The results of three-dimensional numerical simulations of the interaction between a high-velocity aluminum plasma jet and the geomagnetic field are presented, conducted under the conditions of the “North Star II” experiment using a previously developed injection scenario. The simulation demonstrates the excitation of Alfven waves, magnetic field expulsion, diamagnetic cavity dynamics, jet deceleration, and induced motion in the background plasma. A comparison between the simulated parameters and the measured ion concentrations is also provided.
Fizika plazmy. 2025;51(4):407–417
pages 407–417 views

INTERACTION OF PLASMA WITH SURFACES

Helicon Plasma Based Linear Source for Studying Plasma Material Interaction: First Results

Stepanov N.O., Cherkez D.I., Spitsyn A.V.

Abstract

The paper presents the results of one of the first experimental campaigns on the experimental stand HPS-2 (helicon plasma source, 2 kW) for studying the plasma-material interactions, designed and manufactured at the NRC “Kurchatov Institute”. The discharge parameters were measured using a set of probe diagnostics. Based on the obtained experimental data, the optimal values of the magnetic field and the flow rate of the working gas for this configuration of the device were selected, the possibility of obtaining plasma with a density of about 1011 cm-3 was demonstrated. The influence of the position of the RF antenna in a decreasing magnetic field relative to its maximum was studied.
Fizika plazmy. 2025;51(4):418--427
pages 418--427 views

LOW TEMPERATURE PLASMA

Surface Recombination of Hydrogen Atoms on Pyrex in Medium Pressure Hydrogen Plasma

Ziganshin I.I., Galiullin K.R., Lopaev D.V., Kirillov E.A., Rakhimov A.T.

Abstract

The probability of heterogeneous recombination of hydrogen atoms, γH , on the surface of a Pyrex tube in a direct current medium-pressure pure hydrogen (2–7 Torr) glow discharge was measured in dependence on the pressure and discharge current for two wall temperatures. It was found that there is no dependence of the recombination probability on the pressure and discharge current provided that the tube is pre-trained in a hydrogen discharge. During the tube training, γH decreases with a characteristic time to reach a steady-state value of ~30 minutes. Analysis of the possible recombination mechanism using quantum chemical methods revealed that the recombination of hydrogen atoms on the Pyrex surface is associated with OH radicals and oxygen vacancies on the surface, and the dynamics of γH can be explained by the recombination of surface OH radicals during tube training.
Fizika plazmy. 2025;51(4):428–437
pages 428–437 views

Articles

To the Memory of Evgeny

- -.
Fizika plazmy. 2025;51(4):438–442
pages 438–442 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».