Том 51, № 4 (2025)
ТОКАМАКИ
Методы обработки сигналов магнитных зондов токамака Т-15МД
Аннотация
Анализируется применимость ряда методов обработки экспериментальных сигналов локальных магнитных зондов с целью определения полоидального модового числа m МГД-возмущений в плазме токамака некруглого сечения: двумерное фурье-разложение, метод преобразования Гильберта, метод выделения сингулярных значений и метод фазовых матриц. Перечисленные методы были применены для условий D-образного сечения вакуумной камеры токамака Т-15МД и показали хорошие результаты определения полоидальных волновых чисел МГД-возмущений как для синтетических, так и для экспериментальных сигналов локальных магнитных зондов. Результаты обработки экспериментальных данных локальных магнитных зондов продемонстрировали хорошее согласие с данными диагностики мягкого рентгеновского излучения токамака Т-15МД.
Физика плазмы. 2025;51(4):351–368
351–368
МАГНИТНЫЕ ЛОВУШКИ
ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПЛАЗМЫ В АКСИАЛЬНО-СИММЕТРИЧНОЙ ОТКРЫТОЙ ЛОВУШКЕ MIDAS-1D2V
Аннотация
Построена численная модель для расчета эволюции функции распределения ионов в аксиально-симметричной открытой ловушке. Рассматривается одна силовая трубка с равномерным распределением параметров по поперечному сечению. Фазовое пространство параметризуется полной энергией и магнитным моментом. Потенциалы Розенблюта-Трубникова вычисляются по усредненным по углам функциям распределения. Предполагается максвелловское распределение электронов с одинаковой температурой во всей расчетной области.
Физика плазмы. 2025;51(4):369–381
369–381
ЛАЗЕРНАЯ ПЛАЗМА
Генерация синхротронного излучения при взаимодействии мультитераваттного лазерного импульса с прозрачной плазмой
Аннотация
Релятивистский самозахват лазерного импульса релятивистской интенсивности при распространении в прозрачной плазме высокой плотности сопровождается генерацией ультраяркого синхротронного (бетатронного) излучения сверхжесткого рентгеновского диапазона. Проведено исследование влияния длительности лазерного импульса заданной энергии на характеристики такого излучения. Показано, что уже доступное сжатие мощных лазерных импульсов существенно повышает эффективность конверсии в синхротронное излучение, а также на порядок увеличивает яркость рентгеновского источника.
Физика плазмы. 2025;51(4):382–393
382–393
Эволюция высокой плотности энергии в плазме, формируемой при облучении стальных фольг ультрарелятивистскими фемтосекундными лазерными импульсами
Аннотация
Представлены результаты численного моделирования методом “частиц в ячейке”, иллюстрирующие эволюцию параметров лазерной плазмы, формируемой при облучении стальных фольг толщиной 1–5 мкм фемтосекундными лазерными импульсами с интенсивностью ≥5×1021 Вт/см2. Приведены аналитические оценки для анализа процесса диссипации энергии в фольге конечной толщины. Численные расчеты сравниваются с результатами недавнего эксперимента, в котором диагностика параметров плазмы осуществлялась методами рентгеновской спектроскопии. Результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментом и подтверждают, что под действием высококонтрастных фемтосекундных лазерных импульсов ультрарелятивистской интенсивности может быть сформирован микроразмерный плазменный источник с плотностью энергии свыше 1 ГДж/см3 и временем жизни порядка 500 фс. Кроме того, расчеты демонстрируют возможность формирования, при тех же параметрах эксперимента, плазменного источника объемом ∼1 мкм3 с временем жизни ∼5 лазерных периодов и параметрами, близкими к условиям, реализующимся внутри Солнца: температурой ∼1–3 кэВ и плотностью энергии ≥10 ГДж/см3 (давление ≥100 ГБар).
Физика плазмы. 2025;51(4):394–400
394–400
КОСМИЧЕСКАЯ ПЛАЗМА
НЕЛИНЕЙНЫЕ ПЫЛЕВЫЕ ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ У ПОВЕРХНОСТИ ФОБОСА И ДЕЙМОСА
Аннотация
Фобос и Деймос относятся к безатмосферным космическим телам со слабой гравитацией. Их поверхность состоит из мелких зерен реголита, не связанных друг с другом, образовавшихся в результате бомбардировки микрометеоритами. Наличие слабой гравитации делает эти объекты привлекательными для пилотируемых полетов, а также усиливает роль пыли, поскольку даже слабое возмущение приводит к образованию массивного пылевого облака над поверхностью. Поверхности спутников Марса заряжаются под действием электромагнитного излучения Солнца и плазмы солнечного ветра. Частицы пыли, расположенные на поверхности или в приповерхностном слое, поглощают фотоны, фотоэлектроны, электроны и ионы солнечного ветра, в результате чего приобретают электрический заряд. Под действием электростатических сил в условиях слабой гравитации пылевые частицы отрываются от поверхности и вместе с электронами и ионами образуют плазменно-пылевую систему. В плазменно-пылевой системе над поверхностями спутников Марса могут распространяться пылевые звуковые волны. В данной работе рассматриваются нелинейные периодические и уединенные пылевые звуковые волны произвольной амплитуды, которые могут распространяться у поверхности Фобоса и Деймоса, а также обсуждается возможность наблюдения этих структур.
Физика плазмы. 2025;51(4):401–406
401–406
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗЛЕТА ИСКУССТВЕННЫХ ПЛАЗМЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ В ГЕОМАГНИТНОМ ПОЛЕ
Аннотация
Приводятся результаты трехмерного численного моделирования взаимодействия высокоскоростной алюминиевой плазменной струи с геомагнитным полем в условиях эксперимента “Северная звезда-II” с использованием полученного ранее сценария инжекции. В численном расчете продемонстрировано возбуждение альфвеновских волн, вытеснение магнитного поля, динамика диамагнитной каверны, замедление струи и индуцированное движение в фоновой плазме. Приведены результаты сравнения расчетных параметров с результатами измерений концентраций ионов.
Физика плазмы. 2025;51(4):407–417
407–417
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЛАЗМЫ С ПОВЕРХНОСТЯМИ
Установка для изучения взаимодействия плазмы с материалами на основе ВЧ-источника геликонного типа: первые результаты
Аннотация
Представлены результаты одной из первых экспериментальных кампаний на экспериментальном стенде “ГПИ-2” (геликонный плазменный источник, 2 кВт), для исследования взаимодействия плазмы с материалами, спроектированном и изготовленном в НИЦ “Курчатовский институт”. Измерение параметров разряда осуществлялось с помощью набора зондовых диагностик. На основании полученных экспериментальных данных, подобраны оптимальные, для данной конфигурации стенда, величины магнитного поля и расхода рабочего газа, продемонстрирована возможность получения плазмы с плотностью порядка 1011 см-3. Исследовано влияние положения ВЧ-антенны в спадающем магнитном поле относительно его максимума.
Физика плазмы. 2025;51(4):418--427
418--427
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
Поверхностная рекомбинация Н атомов на пирексе в водородной плазме среднего давления
Аннотация
Измерена вероятность гетерогенной рекомбинации атомов водорода, γH , на поверхности трубки из пирекса в тлеющем разряде постоянного тока в чистом водороде среднего давления (2–7 Торр) в зависимости от давления и тока разряда для двух температур стенки. Показано отсутствие зависимости вероятности рекомбинации от давления и тока разряда при условии предварительной тренировки трубки в разряде водорода. γH в течение тренировки трубки уменьшается с характерным временем выхода на стационарное значение ~30 минут. Анализ возможного механизма рекомбинации с помощью квантовохимических методов показал, что рекомбинация атомов водорода на поверхности пирекса связана с радикалами OH и кислородными вакансиями на поверхности, а динамика γH может быть объяснена гибелью поверхностных радикалов OH во время тренировки трубки.
Физика плазмы. 2025;51(4):428–437
428–437
Статьи
ПАМЯТИ ЕВГЕНИЯ ПАВЛОВИЧА ВЕЛИХОВА
Физика плазмы. 2025;51(4):438–442
438–442