|
Плазменно-пучковые технологии
Основные направления исследований
- Исследования источников ионизирующих излучений (нейтроны, жесткий и мягкий рентген, пучки электронов и ионов) на основе плазменного фокуса
(Yн ~ I4 П , Yмри~ I(3…4) П , Yжри ~ I2П).
- Исследования ускорения макрочастиц (10-4…10-1г) в высокоскоростных плазменных потоках.
- Исследования по модификации поверхностных свойств материалов при воздействии высокоскоростными потоками плазмы и ионными пучками (увеличение микротвердости, износостойкости, коррозионной и эрозионной стойкости, жаропрочности и др.).
- Разработка многоканальных лазерных интерферометров на основе HCN-лазера.
- Изучение явлений при электровзрыве проволочек.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ОТДЕЛА ПЛАЗМЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ООО «ЭРА-ИСТОК».
- Газодинамическая ловушка («ГДЛ»).
- Токамак «ТМР».
- Плазменный фокус КПФ-4 («Феникс»).
- Пинчевая установка «КП-1,6 МДж».
- Плазмофокусная технологическая установка «ПФТУ» («КПФ – 3»).
- Стенд У-100 для разработки ионных источников и пучковых технологий.
- Стенд для моделирования работы интерферометра на основе HCN лазера
- Установка для электрического взрыва проволочек.
Газодинамическая ловушка («ГДЛ»)
Предназначена для разработки физических основ мощного стационарного источника нейтронов на основе газодинамической ловушки при высокочастотном нагреве плазмы. Параметры осесимметричной «ГДЛ»:
Большое пробочное отношен ≤ 60.
Длина - 5 м.
Магнитное поле в пробках ≤ 15 Т.
Мощность ВЧ системы - 2 МВт,
частота - 2…5 МГц
Инжектор плазмы:
- плазменная пушка,
- линейный тета-пинч.
Токамак «ТМР»
Предназначен для разработки альфвеновского метода нагрева плазмы и генерации в ней стационарного тока. Основная особенность ТМР – мощная, развитая
ВЧ система (16 антенн) для генерации бегущих альфвеновских волн.
Установка «ТМР» - токамак «Т-4» (ранее работал в ИАЭ им. И.В. Курчатова) в существенно модернизированном варианте {1}.
1. Вопросы ат. науки и техн., серия «Термоядерный синтез», 1984, вып.4, с.12
Плазменный фокус КПФ-4 («Феникс»).
Установка предназначена для получения сверхплотных плазменных образований – источников мощных потоков фотонного и корпускулярного излучений
– в разрядном устройстве коаксиальной геометрии, для моделирования микрометеоритов и других технологических разработок.
Полный энергозапас конденсаторной батареи – 1.5 МДж.
Максимальный ток в разрядной цепи (расчет) – ≥ 5 МА.
Пинчевая установка «КП-1,6 МДж»:
а) Конденсаторный накопитель, развивающий ток в нагрузках до 10 МА.
б) Катушка Θ-пинча (нагрузка): длина 2 м, диаметр внутреннего отверстия 11 см.
Плазмофокусная технологическая установка «ПФТУ» .(«КПФ – 3»).
Установка с разрядным устройством коаксиального типа. Предназначена для воздействия высокоскоростными плазменными потоками
на поверхности материалов с целью улучшения их эксплуатационных характеристик (полировка, увеличение микротвердости, износостойкости,
коррозионной стойкости, жаропрочности и др.) В «ПФТУ» генерируются плазменные потоки, состоящие из различных плазмообразующих веществ
для создания нитридных, оксидных, карбидных наноструктурированных пленок. Скорость плазмы до 107см/с, плотность плазмы до 1015см-3, кпд преобразования
электрической энергии в энергию плазмы до 85%.
Энергозапас источника питания до 10 кДж, максимальный ток ~500 кА при зарядном напряжении конденсаторной батареи 20 кВ.
Стенд для моделирования работы интерферометра на основе HCN лазера.
Предназначен для моделирования работы лазерного интерферометра на основе HCN-лазера в условиях, имитирующих плазменный разряд
в термоядерных экспериментальных установках типа Токамак. Допускает работу с плотностью плазмы не ниже достигнутой на современных установках Токамак.
Плотность плазмы: 1012 см-3 -10 16 см-3 ;
Длительность разряда: ≤ 10 мсек.
Состав оборудования:
- вакуумная разрядная камера диаметром 90 мм и длиной 800 мм;
- волноводный тракт;
- HCN лазер;
- квазиоптический стол обработки волн;
- система импульсного питания генератора ВЧ;
- система охлаждения ламп генератора;
- вакуумная система стенда;
- система напуска рабочего газа в разрядную камеру;
- система управления стендом.
Разработан, изготовлен и поставлен в Физико-технический институт им. Иоффе РАН (г. С-Петербург) 3-х канальный интерферометр на HCN-лазере (выходная мощность лазера ~100 мВт) для работ на токамаке «Глобус».
Некоторые научные и прикладные аспекты использования плазмофокусных разрядов.
1. Образование
2. Фундаментальные исследования
- *изучение состояний вещества при магнитных полях и давлениях мегагаусного и мегабарного диапазонов, соответственно;
- *исследования плазмы при температурах ≤10кэВ и плотностях частиц ~1020…1022см3;
- *моделирование космических и астрофизических явлений;
- *исследование процессов генерации высокоинтенсивных и высокоярких источников мягкого и жесткого рентгеновских излучений.
3. Прикладные применения:
- рентгеновская микролитография (ПФ-установки более просты и дешевы, чем синхротронные источники)
- электронно-пучковая литография
- *модификация поверхностных свойств материалов (плазменно-пучковая имплантация, нанесение пленок и покрытий)
- *мощные импульсные источники жестких ионизирующих излучений (нейтронного и рентгеновского), электромагнитных излучений в широком диапазоне шкалы эл. магнитных волн, корпускулярных потоков (ионов и электронов)
- *источники высокоскоростных (~108см/с) плазменных потоков (струй)
- *моделирование микрометеоритов (ускорение микрочастиц с m ≈ 10-1…10-3г до скоростей ~10км/с в установке многократного действия
- наработка короткоживущих изотопов для эмиссионно-позитронной терапии (томографии);
- моделирование ядерных взрывов
- *исследования по программе УТС
* - области исследований, которые проводятся и могут проводиться в ООО «ЭРА-ИСТОК».
Адрес: 384964 Республика Абхазия, Гулрыпшский район, пос. Агудзера Электронная почта:sfti-era@mail.ru