Диагностический комплекс для исследования импульсной высокотемпературной плазмы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

На правах рукописи

САВЁЛОВ Александр Сергеевич

ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Специальность: 01.04.08 - физика плазмы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете)

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

академик РАН профессор Смирнов Валентин Пантелебмонович

доктор физико-математических наук, профессор Ананьин Олег Борисович

доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Гаврилов Валерий Васильевич

Ведущая организация: Российский федеральный ядерный центр

Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики г.Саров

Защита состоится " 21 " сентября 2005 г. в 14_ час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.130.05 в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете) по адресу: 115409, г.Москва, Каширское шоссе, дом 31, тел. 324-84-98

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ

Автореферат разослан " 19 " августа 2005 г.

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации.

Ученый секретарь диссертационного совета

Евсеев И.В.

200Ъ~ 4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Исследования процессов в импульсной горячей плазме, начавшиеся при разработке термоядерного оружия, и в настоящее время остаются крайне актуальными в связи с продолжающимися с 70* годов прошлого столетия работами по освоению мирного использования управляемого термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы. Кроме того, импульспые плазменные установки типа «плазменный фокус» (ПФ) или «низкоиндуктивная вакуумная искра» (НВИ) имеют интересные технологические возможности и уже находят применение, например, как точечные источники для рентге-нолитографии, других корпускулярных и электромагнитных излучений. Понимание сути физических процессов, происходящих в такого рода плазменных объектах, также представляет большой интерес, так как они протекают при исключительно больших плотностях мощности и малых временах. Эти процессы до сих пор остаются недостаточно понятными из за большой сложности их исследования. Поэтому развитие взаимодополняющих средств диагностики импульсной плотной высокотемпературной плазмы является весьма актуальной и востребованной задачей.

Дополнительным свидетельством этому является тот факт, что значительная часть приводимых в диссертационной работе исследований и разработок поддерживалась грантами РФФИ, осуществлялась по договорам с предприятиями Минатома РФ и по заключенному на конкурсной основе с Минпромнауки РФ Госконтракту по диагностике процессов в термоядерных установках в рамках Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениями науки и техники на 2002-2006 годы».

Особенностью представленной работы является также то, что развитие средств диагностики импульсной горячей плазмы проводилось на разработанных под руководством автора оригинальных импульсных плазменных установках ПФМ -72 и «Зона 2». При этом было создано несколько импульсных плазменных источников различного типа (пушка Маршалла, плазменный фокус Мейзера, НВИ), что позволяло реализовать комплексность подхода к выбору различных диагностик и протестировать их на разного типа установках. Следует также отметить, что установка ПФМ-72 была внесена в 1997 году в реестр уникальных научных установок Российской Федерации (№ 06-34).

Целью работы является создание комплекса источников импульсной плотной горячей плазмы и взаимодополняющих методик ее исследования^ позвгшятоттгиц р^тяииттч основные физические особенности процессов, происхо 0й^!1йй^по}1учения такой

П9Л [

плазмы, а также охарактеризовать параметры эмитируемых ею потоков частиц и излучений.

Для достижения сформулированной пели в работе были решены следующие основные задачи:

1. Разработана и создана установка для получения импульсной горячей плазмы и отработки средств диагностики «Зона 2» и установка ПФМ-72 с максимальным энергозапасом конденсаторной батареи 120 кДж, на которых испытаны: плазменный фокус Мейзера (в том числе с применением лазерного образования рабочего вещества и инициирования разряда) и микропинчевой разряд типа НВИ (амплитуда тока разряда до 250 кА, период 5 - 8 мкс), а также импульсные источники плазмы атмосферного давления на основе эрозионного капиллярного разряда.

2 Разработаны различные лазерные средства диагностики плазмы, включая:

• импульсные TEA азотные лазеры в сочетании с интерферометрами различного типа (Маха -Цендера, Бейтса) для визуализации процессов в плазме с наносекундной экспозицией;

• лазерные интерферометры на основе гелий-неонового лазера, в том числе, 2х-модовые с внутрирезонаторным размещением плазмы и Зх-зеркальные с внутрила-зерным приемом сигнала.

3 Предложены и реализованы различные приборы для корпускулярной диагностики плазмы, включая оригинальный многоканальный масс-спектрометр, который в сочетании с времяпролетной базой позволяет зарегистрировать одновременно массовый и энергетический состав эмитируемых импульсной плазмой ионов.

4. Разработана и использована в экспериментальных условиях аппаратура для регистрации генерируемого разрядом рентгеновского излучения, включающая различного типа детекторы на основе поглощающих фильтров, которые позволяют получить как пространственную, так и временную информацию о спектре.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Создана уникальная научная лабораторная база, внесенная в реестр уникальных установок и стендов Российской Федерации, на основе установки типа плазменный фокус с лазерным инициированием разряда и установки типа низкоиндуктивная вакуумная искра с системой поджига, позволяющей увеличить время эксплуатации электродной системы. Установки оснащены комплексом оригинальных взаимодополняющих методик исследования параметров плазмы и эмитируемых ею потоков частиц и излучений.

2. Предложен и реализован многоканальный энерго-масс анализатор ионной компоненты импульсной плотной плазмы, защищенный авторским свидетельством.

3. Проведенные под руководством автора комплексные исследования поперечного разряда атмосферного давления позволили разработать и создать оптимизированный для диагностических целей осветитель на основе TEA Кг-лазера, в том числе многоканальный его вариант оригинальной конструкции.

4. Впервые предложено и реализовано в нескольких модификациях диагностических интерферометров применение эффекта «мягкой» конкуренции аксиальных мод резонатора лазера, работающего на переходе близком к однородноуширенному, что позволило создать лазерные интерферометры с регулируемой чувствительностью измерений и линейной аппаратной функцией.

5. Впервые предложен и реализован (совместно с Г.И.Козиным, А.П.Кузнецовым) диагностический трехзеркальный интерферометр с внутрилазерным приемом отраженного излучения, третьим зеркалом которого может служить любой обращенный к плазме конструкционный элемент плазменной установки.

6. Впервые с помощью разработанных средств диагностики проведено исследование особенностей динамики развития (начиная от момента его инициирования) микропинчевого разряда с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия, при различной геометрии электродной системы и разных значениях вкладываемой в разряд энергии.

7 Экспериментально с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации обнаружено вытекание плазмы из микропинчевой области и установлено наличие двух последовательных сжатий при образовании микропинча, предсказанных ранее теоретически.

8. Обнаружена корреляция между трансформацией поверхности электродов с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

9. Впервые осуществлена визуализация плазменного канала в межэлектродном промежутке НВИ на протяжении всего времени существования разряда, что позволило выявить зависимость характера его протекания от начальных условий.

Практическая значимость работы:

1. Разработанный комплекс импульсных установок для получения горячей плазмы нашел применение при испытаниях и калибровке разнообразных средств диагностики, исследовании физических процессов в Z-пинче, а также использован в учебном процессе при проведении фронтальных лабораторных работ для студентов различных факультетов МИФИ.

2. Разработанный трехзеркальный интерферометр может быть использован в различных задачах диагностики термоядерной плазмы не только импульсных, но и стационарных установок с магнитным удержанием плазмы типа токамак, в которых в качестве отражающего зеркала может быть использована внутренняя часть установки (например, для контроля за изменением плотности плазмы в диверторе термоядерного реактора ИТЭР).

3. Разработанный лазерный осветитель на основе поперечного разряда в атмосфере азота использован для визуализации самого разнообразных импульсных физических процессов - от факельного эрозионного разряда до ударных волн в газе.

4 Энергомассанализатор заряженных частиц с времяпролетной базой использован для исследования импульсной плазмы образованной лазером.

5. Представленные во Всероссийском Выставочном центре в мае 2004 года на выставке «Перспективные технологии XXI века» диагностические разработки (лазерный интерфе-рометрический комплекс, TEA азотный лазер, многоканальный магнитный энергомассанализатор) были отмечены дипломом Министерства образования и науки Российской Федерации.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Комплекс установок (ПФМ-72 и «Зона -2») и различного типа источники импульсной высокотемпературной плазмы:

а) источник типа плазменный фокус Мейзера (ПФМ) с основными параметрами: период разряда 5-8 мкс, запасаемая энергия до 120 кДж, ток до 450 кА,

б) модификация ПФМ с лазерным инициированием разряда на длине волны 10,6 мкм с энергией в импульсе до 50 Дж,

в) модификация ПФМ с образованием рабочего вещества лазерным кольцевым пучком на длине волны 1,06 мкм с энергией в импульсе до 20 Дж,

г) источник импульсных плазменных потоков типа пушки Маршалла,

д) микропинчевой разряд типа низкоиндуктивной вакуумной искры (НВИ) с его поперечным инициированием от вспомогательных источников эрозионной плазмы, вынесенных из области прямого воздействия основного разряда.

2. Диагностический комплекс на основе гелий-неонового лазера, включающий двухмо-довый лазерный интерферометр на основе «мягкой» конкуренции двух продольных мод с длиной волны Я. = 3,39мкм, трехзеркальный двухволновой интерферометр с квадратурной регистрацией с X] = 3,39 мкм и Хг - 0,63 мкм, где в качестве третьего зеркала могут быть использованы элементы плазменной установки с низким коэффициентом отражения излучения.

3. Система стабилизации длины резонатора диагностических лазеров непрерывного действия для работы на плазменных установках в условиях наличия внешних вибраций и помех.

4. Результаты комплексного исследования структуры, электрических характеристик, времени формирования поперечного наносекундного разряда в канале TEA ^-лазера, а также данные о зависимости энергии его излучения от значения напряжения между электродами и их геометрических параметров.

5. Диагностический комплекс с использованием TEA N2 -лазера как осветителя, в том числе многоканального, для интерферометров Маха-Цендера и Бейтса с поперечным и продольным сдвигом и для теневой фотографии.

6. Многоканальный магнитный энерго-масс анализатор с повышенной светосилой, обладающий 7й каналами регистрации и рассчитанной на 3 диапазона измерения энергии 1 - ЮкэВ, 10 - ЮОкэВ, ЮОкэВ - ШэВ (в пересчете на протоны).

7. Комплекс диагностики для определения спектра рентгеновского излучения на основе фильтров поглощения (с восстановлением по методу эффективных энергий), включающий 7-ми канальный спектрометр на основе ФЭУ со сцинтилляторами для проведения измерений во времени и спектрограф с регистрацией интегрального во Бремени изображения плазменного объекта на сборке из расположенных друг за другом фотопленок, каждая из которых одновременно является детектором и фильтром поглощения.

8. Системы автоматизации и дистанционного управления разработанными лазерными и оптическими диагностическими средствами, включая управление чувствительностью двухмодового лазерного интерферометра с помощью электрооптического кристалла.

9. Результаты комплексного исследования и оптимизации параметров разработанных импульсных источников плазмы для получения необходимых излучательных и эмиссионных характеристик, включая оптимизацию систем инициирования микропинчевого разряда, параметров разрядной цепи и оптимального выбора материалов и конфигурации электродов.

10. Результаты исследования динамики развития при различных начальных условиях микропинчевого разряда типа НВИ с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия.

11. Экспериментально обнаруженное с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации вытекание плазмы из области образования плазменной точки и двух последовательных сжатий при образовании микропинча.

12. Обнаруженную корреляцию между трансформацией поверхности электродов по мере увеличения числа импульсов с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

Авторский вклад. Все выносимые на защиту результаты и положения диссертационной работы получены и разработаны лично автором или под его руководством при его непосредственном участии.

Апробация работы. Результаты проведенных по теме диссертации исследований докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях, симпозиумах и школах, на научных конференциях и сессиях МИФИ:

2"* и б5® Всесоюзных Совещаниях по плазменным ускорителям (1973 г.- Минск; 1986 г.Днепропетровск); ♦ XI, XX, XXII и XXIII международных конференциях по явлениям в ионизованных газах (ICPIG) (1973 г.- Прага, Чехословакия; 1991 г.- Пиза, Италия; 1995 г,-Хобокен. США; 1997 г.- Тулуза, Франция); ♦ I, II и III Всесоюзных школах -конференциях по физике плазмы (1977, 1979 и 1982 г.г.- Харьков); ♦ Всесоюзной школе молодых ученых по физике (1978 г.- Киев); ♦ II Всесоюзной конференции "Современные проблемы двигателей и энергетич. установок летательных аппаратов" (1981 г - Москва); ♦ II Всесоюзной конференции по инженерным проблемам ТЯР (1981 г- Ленинград); ♦ Всесоюзной конференции "Применение лазеров в науке и технике" (1981г.- Ленинград), ♦ II и IV Всесоюзных школах-семинарах «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах» (1985 и 1989 г.г,- Николаев); ♦ IV, V Всесоюзных и IX, X Всероссийских совещаниях по диагностике высокотемпературной плазме (1986 г-Алушта; 1990 г.- Минск; 1997 г.- С.-Петербург; 2003 г.- Троицк); ♦ /и //Всесоюзных семинарах «Физика быстропротекающих плазменных процессов» (1986 и 1989 г.г.Гродно); ♦ Т6® Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы, (1987 г.- Ташкент); ♦ 7е® Всесоюзной научно-технической конференции «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение» (1988 г.- Москва); ♦ Зональном научно-техническом семинаре «Применение лазеров в промышленности и научных исследованиях» (1988 г.Челябинск); ♦ IV, V Всесоюзных и VIII, IX Всероссийских конференциях по физике газового разряда (1988 г.- Махачкала; 1990 г.-Омск ; 1996, 1998 г.г,- Рязань); ♦ Всесоюзном семинаре «Физические методы исследования прозрачных неоднородностей» (1989 г.- Москва); ♦ I, II Всесоюзных, III, IV Межгосударственных и V, VI Международных симпозиумах по радиационной плазмодииамике (1989 г.- п.Джан-Туган; 1991 г.- п. Кацивели; 1994, 1997, 2000, 2003 г.г,- Подмосковье); ♦ / Всесоюзной конференции "Оптические методы исследования потоков" (1991 г.- Новосибирск); ♦ II

Всесоюзном совещании-семинаре "Инженерно-физические проблемы новой техники" (1992 г.- Москва); ♦ XXIII конференции Европейского физического общества по управляемому синтезу и физике плазмы (1996г.- Киев); ♦ II международной конференции по физике плазмы и плазменным технологиям (1997 г.- Минск, Беларусь); ♦ XXIV, XXV, XXVIII, XXIX и XXX Звенигородских конференциях по физике плазмы и УТС (1997, 1998, 2001, 2002 и 2003 г.г.- Звенигород); ♦ Международных симпозиумах «Плазма - 97» и «Плазма - 99» (1997 г.- Ополе, Польша; 1999 г.- Варшава, Польша); ♦ IV Международном симпозиуме по инженерным проблемам термоядерного синтеза (ВРМТ-4, 1997 г.- Токио, Япония); ♦ Международном конгрессе по физике плазмы (1998 г.Прага, Чехия); ♦ I, II, III и IV Российских семинарах "Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды" (1998,2000, 2002 и 2003 г.г.- Москва); ♦ XIV Международной конференции по взаимодействию ионов с поверхностью (181-14, 1999 г.- Звенигород); ♦ XXI Международном симпозиуме по физике ионизованных газов (8РЮ-21, 2002 г.- Сокобаня, Югославия); ♦ 1Ш Всероссийском семинаре по г-пинчам, РНЦ «Курчатовский институт» (2004 г.- Москва); ♦ 1т Международной конференции по модификации материалов пучками частиц и потоками плазмы (2004 г.- Томск); ♦ V Международном симпозиуме по физике и диагностике лабораторной и астрофизической плазмы (РБР-У 2004, Минск, Беларусь); ♦ V Международной летней школе «Физика плазмы, диагностика», (июнь 2005 г. - Кудова, Польша) ♦ научных сессиях МИФИ (1998 - 2005 г.г.); ♦ а также на научных

семинарах в ФИАН, ИАЭ, ТРИНИТИ (г.Троицк), НИИЭФА (г.Ленинград), СибИЗМИР (г.Иркутск), МИФИ, Университете г.Тромсё (Норвегия), Институте ядерной физики и химии (г.Мяньян, КНР) и др.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 122 печатных работах, включая 19 статей в реферируемых журналах, 5 авторских свидетельств, 25 тезисов международных и 51 всесоюзных и всероссийских конференций, симпозиумов и семинаров, 10 препринтов, 12 статей в сборниках научных трудов. Список основных публикаций представлен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и библиографии. Работа изложена на 252 страницах машинописного текста, содержит 93 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 254 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обосновывается актуальность темы исследований, формулируется цель работы, приведены краткая аннотация диссертационной работы по главам и положения выносимые на защиту.

Подчеркивается, что для понимания физических явлений, которые происходят при нагреве плазмы до высоких температур, возникает необходимость также в исследовании начальной и завершающей стадий всего процесса плазмообразования. Кроме того, в ряде случаев заметную роль даже на стадии существования высокотемпературной плотной плазмы играет периферийная плазма. Поэтому диагностический комплекс должен включать в себя и аппаратуру для изучения параметров плазмы в широком диапазоне значений концентраций различных компонентов объекта исследований.

При создании комплекса диагностических методик, с помощью которого можно получить значимую информацию о поведении импульсной плазмы, основное внимание было сосредоточено на следующих методах:

- лазерная диагностика плазмы;

- диагностика потоков эмитируемых плазмой заряженных частиц;

- исследование собственного электромагнитного излучения в рентгеновской и видимой областях спектра;

- изучение модификации структуры и состава поверхности электродов под воздействием тока пинчевого разряда.

Одним из основных требований к создаваемым средствам диагностики, которое научный коллектив под руководством автора диссертации стремился (в какой-то мере и был вынужден) выполнять, это обеспечение требуемых параметров при относительно невысокой стоимости этих средств и возможность их производства в условиях университетской научной лаборатории.

В первой главе диссертации приведены характеристики созданных под руководством автора экспериментальных установок для получения импульсной плазмы и хорошо известных и апробированных ранее средств диагностики плазмы, которые были использованы для проверки, прямой или косвенной, работоспособности разрабатываемой оригинальной диагностической аппаратуры.

Экспериментальная установка Зона-2 была создана для исследования взаимодействия направленных потоков импульсной плазмы, создаваемых источником типа «пушка Маршалла», с магнитными полями различной конфигурации Источником запасаемой электриче-

ской энергии является батарея из 4s (или 2s) низкоиндуктивных конденсаторов по 10 мкФ х 30 кВ с управляемым 3s электродным вакуумным разрядником.

На установке Зопа-2 были созданы и испытаны два источника импульсной плотной высокотемпературной плазмы:

- плазменный фокус Мейзера с инициированием разряда и образованием рабочего вещества с помощью лазерного излучения кольцевого сечения с Х-1.06 мкм, генерируемого ОКГ типа ГУК-4508 на фосфатном стекле с Nd3+ (защищен авторским свидетельством);

- микропинчевой разряд типа низкоиндуктивная вакуумная искра с радиально-симметричным инициированием разряда с помощью 4s миниатюрных источников эрозионной плазмы, расположенных против центра межэлектродного промежутка. Импульсная высоковольтная установка ПФМ-72 создана на основе конденсаторной батареи с энергозапасом - 52 кДж, после модернизации - 120 кДж. На этой установке проводились исследования и отрабатывались диагностические средства с источниками типа:

- плазменный фокус Мейзера с током - 450кА при напряжении - 25 кВ;

- плазменный фокус Мейзера с инициированием разряда и образованием рабочего вещества с помощью СС>2 - лазера (>е=10.6 мкм) и ОКГ типа ГУК-4507 на фосфатном стекле легированном неодимом (>¡=1.06 мкм);

- микропинчевой разряд типа НВИ с радиально-симметричным инициированием разряда с помощью 4s источников эрозионной плазмы, расположенных против основания анода.

Вторая глава диссертации посвящена лазерной диагностике импульсной плазмы с высокой электронной плотностью (Л^>10'8см"3). Концентрация плазмы в плазменной точке микропинчевого разряда или образующейся при воздействии лазерного излучения на поверхность конденсированного вещества может достигать плотности твердого тела при температуре кэВ. Ее исследование представляет известные трудности. В диагностике плазмы лазеры начали использоваться почти сразу после их появления, т.е. более 40 лет назад. Основные области их применения: интерферометрия, в том числе топографическая, лазерное рассеяние и лазерная флуоресценция. "A priori" предполагаемые параметры плазмы накладывают определенные требования на длину волны зондирующего излучения X, выбор оптической схемы, чувствительность, временное и пространственное разрешение диагностической методики, а также способ регистрации. Лазер может использоваться как внешний осветитель для классических интерферометров, так и являться составной частью детектирующей системы, когда параметры плазмы тем или иным образом влияют на характеристики излучения самого лазера.

В таблице 1 приведены длины волн лазеров, которые нашли наиболее широкое применение для исследования плазмы, и соответствующие им значения электронных концентраций ЛУ*"™1, при которых электромагнитная волна не проникает в плазму. На практике, для того чтобы поглощение в плазме не влияло на интенсивность прошедшего света, значение Nt исследуемой плазмы должно быть в 2-3 раза меньше Nf""". В схемах оптического зондирования при исследовании импульсной плазмы высокой концентрации наиболее широко используются лазерные осветители на основе третьей или четвертой гармоник мощных Nd-лазеров в сочетании с оптическими линиями задержки. К их недостаткам следует отнести сложность аппаратуры, высокие требования к качеству и расходимости исходного лазерного пучка, необходимость перестройки оптической схемы при изменении задержки между кадрами. Альтернативным вариантом ультрафиолетового источника излучения является азотный лазер с поперечным возбуждением при атмосферном давлении (TEA Nz-лазер). Перспективность применения TEA азотного лазера для многокадрового зондирования плотной импульсной плазмы основана на непосредственном формировании УФ излучения (>.=337,1 нм) малой длительности (~1 не) и возможности получения генерации в однопроходном режиме, т.е. без использования резонатора. Конструкция азотного лазера значительно проще конструкции твердотельного лазера и не содержит сложных оптических элементов. Особенно большие преимущества это дает при создании многоканального осветителя, который обычно собирается из набора однотипных лазеров. Такое построение системы многокадрового оптического зондирования позволяет оперативно управлять задержкой между кадрами, минимальное значение которой ограничено точностью запуска лазерных каналов. Несмотря на очевидные достоинства TEA азотных лазеров, их использование в схемах оптического зондирования ограничено из-за отсутствия промышленных аналогов. Кроме того, TEA Ыг-лазер выгодно отличается от N2-лазера, работающего при пониженном давлении активной среды, более высокой мощностью генерации и меньшей длительностью лазерного импульса.

При создании опытных образцов TEA ^-лазера возникает серьезная проблема связанная с низкой устойчивостью разряда в межэлектродном канале, т.к. пробой осуществляется в

Табл 1

Лазер (активная среда) Длина волны, (мкм) Nt*"" (см"3)

СВИЫГ 496 4.5-10"

HCN 337 9.710"

СНзОН 118.8 7.810"

со2 10.6 9.810й

He-Ne 3.39 9.6-10"

Nd*:YAG 1.06 9.810м

He-Ne 0.633 2.71021

А/ 0.488 4.6-10"

0.337 9.7-10"

условиях острой конкуренции между объемной формой протекания тока и развитием стримеров. Это приводит к необходимости оптимизации режимов его возбуждения. Исследование и оптимизация поперечного разряда при атмосферном давлении производились на созданном макете одноканального модуля, конструкция которого приведена на рис.2.1, а принципиальная электрическая схема на рис 2.2.

+(-°-25>кВ»--г—CZ3—| (6 -26) кВ К(6 -12) кВ

Рис.2.1. Элсктроразрядный модуль TEA N2-лазера Рис.2.2. Принципиальная электрическая схема электроразрядного модуля

Модуль состоит из плоской формирующей линии Блюмляйна изготовленной из двухстороннего фольгированного гетинакса и способной выдерживать рабочие напряжения до 30 кВ, трехэлектродного искрового разрядника с искажением поля и двух рельсовых электродов, длина которых может изменяться в достаточно широких пределах L=15-50 см. Для исследования параметров разряда и характеристик лазерного излучения применялись' фотоэлектрическая регистрация и электротехнические измерения импульсных напряжений и токов с наносекундным временным разрешением, фотографирование интегрального свечения разряда и поля излучения TEA азотного лазера, регистрация структуры поля излучения линейным ПЗС-детектором, болометрия. Определение длины когерентности лазерного излучения выполнено с помощью интерферометра Фабри - Перо. Наносекундный поперечный разряд атмосферного давления формировался при коэффициенте перенапряжения р > 1, где р = Щ)/ £/ст> U(t) - импульсное напряжение на электродах, U„ - напряжение статического пробоя. От величины р зависит пространственная структура разряда Устойчивый однородный объемный разряд наблюдается при U 5:20 кВ (при расстоянии между электродами d - 0,3 см это соответствует напряженности электрического поля в зазоре Е > 60 кВ/см и величине перенапряжения Р > 1,8). По задержке между передним фронтом в импульсах напряжения и тока измерено время формирования Гф объемного разряда при различных значениях напряжения и расстояния между электродами (рис.2.3). Полученные результаты позволяют установить разумную нижнюю границу для длительности переднего фронта возбуждающего разряд импульса

напряжения, которая должна быть меньше величины ?ф, уменьшающейся с ростом импульсной перенапряженности промежутка.

Гф, не

12 14 16 18 20 ЦкВ

Рис.2.3 Зависимость времени формирования разряда от напряжения питания при различных расстояниях между электродами (в мм)

<1) = -21кВ (2).-23«В (3)о -25 кВ

200 160 W, мкДж \

120 ¿Г д

80 40 Г ) № d,MM

1.0 2.0 3.0 4.0 S.0

Рис.2.4 Зависимость энергии излучения от расстояния между электродами при различных напряжениях питания формирующей линии

Для каждою значения напряжения питания U максимальное значение энергии излучения, соответствующее оптимальному расстоянию между электродами d0„ (рис.2.4), достигается при величине Е/Р ~ 80 В см ~'-тор~1, причем увеличение напряжения ведет к увеличению значения d0„. При d > 4,5 мм происходит срыв генерации. Экспериментально исследовано влияние шунтирующих объемный разряд искровых пробоев в разрядном канале, наличия микрорельефа на поверхности катода и длины электродов L на энергию излучения W. Из проведенных исследований характеристик лазерного излучения, формируемого в электроразрядном канале ТЕА ^-лазера, следует, что:

- кроме генерации на длине волны X = 337 нм имеет место слабая генерация на линии сателлита (X = 357 нм) при отношении интенсивностей, равном 1т/hn -15,

- длина когерентности лазерного излучения равна lm ~ 1 см,

- распределение энергии излучения в поперечном сечении лазерного пучка однородно в центральной области поля излучения,

- измеренные значения угла расходимости определяются геометрией разрядного промежутка и хорошо согласуются с оценкой а - arctg (d/ L), (а~6 мрад при L = 60 см и г/=3,5 мм).

Оптимизация режима возбуждения и геометрии разрядного объема позволяет осуществлять целенаправленный выбор параметров L, d, а и разрабатывать, в том числе и для многоканального осветителя, ТЕА азотные лазеры компактных конструкций. Модификации одноканального варианта лазера использовались в качестве источников зондирующего излучения при теневом фотографировании для визуализации процессов в плазменном факеле капиллярного разряда и при его взаимодействии с различного рода 14

преградами, в разрядном промежутке самого лазера, в воздушном электроразмыкателе и в исследованиях микропинчевого разряда типа НВИ на установках ПФМ-72 и Зона-2. Кроме того, TEA - N2 лазер использовался как внешний осветитель для интерферометров типа Маха-Цендера и сдвигового типа Бейтса на установке ПФМ-72.

Серьезным препятствием для построения из разработанных TEA азотных лазеров многоканального осветителя явилась низкая точность запуска лазерных каналов (±10 не) относительно внешнего управляющего импульса. Принципиальное уменьшение разброса между лазерными каналами (А/~1нс) достигнуто в результате перехода к конструкции с последовательным пробоем лазерных каналов при запуске всей системы от одного управляющего разрядника. Для расширения диапазона задержек был предложен и создан многоканальный осветитель на основе TEA - N2 лазера с параллельно-последовательным запуском лазерных модулей. Исследование его рабочих характеристик и оптимизация параметров позволили обеспечить возможность гибкого изменения задержек между лазерными импульсами от единиц до десятков наносекунд (tua}a~100 не). Многоканальный осветитель отличает простота конструкции и отсутствие оптических элементов. Лазеры, с длительностью импульса излучения меньшей характерных времен изменения параметров плотной плазмы, используют в режиме визуализации светового поля, размеры которого превышают плазменный объект. При этом для обеспечения высокого временного разрешения при определении Nel ss ^¡¡¡dl применяют одно- и двухлроходные схемы интерферометров, а для получения информации о пространственном распределении градиентов электронной плотности - различные методики теневого фотографирования.

В главе 3 приведены результаты, полученные при создании оригинальных лазерных интерферометров на основе He-Ne лазеров, которые обеспечивают проведение измерений с высокой чувствительностью (Nel<\0Hси2). При исследовании периферийной плазмы (по отношению к высокотемпературной плотной части плазменного образования) необходимо использовать большую длину волны зондирующего излучения с малым поперечным сечением (1-2 мм2) и фотоэлектрическую регистрацию.

При работе с плазмой низкой плотности требуется измерять изменение интенсивности при смещении интерференционной полосы в пределах одного максимума аппаратной функции интерферометра. Однако, часто, в дальнем ИК и, тем более, в субмиллиметровом диапазоне, низкая эффективность технических средств регистрации излучения (малая спектральная чувствительность, высокий уровень тепловых шумов и т. д.) приводит к тому, что переход в видимый и ближний ИК диапазон длин волн, вследствие более высокого

отношения сигнала к шуму систем регистрации при измерениях малых изменений интенсивности интерференционного поля, может дать выигрыш в минимально регистрируемой величине электронной плотности плазмы. Фотоэлектрическая регистрация позволяет реализовать новые методы активной лазерной интерферометрии, основанные на зависимости частоты и мощности генерации лазера, от изменения показателя преломления плазмы, помещенной в резонатор лазера или в дополнительный резонатор оптически с ним связанный.

Лазерный переход в активной среде на основе Не-№ смеси на длине волны генерации X = 3,39 мкм имеет уширение близкое к однородному. Его особенностью является наличие "мягкой" конкуренции между двумя соседними аксиальными собственными модами резонатора при их расположении близком к симметричному относительно центра линии усиления. В этом случае, на любой выделенной «конкурирующей» моде лазер работает в некотором частотном диапазоне 6 как амплитудно-частотный дискриминатор с линейной

Это физическое явление впервые положено в основу лазерного диагностического прибора для определения линейной концентрации плазмы Nel. Оптическая схема интерферометра представлена на рис.3.1 .а. Введение в резонатор лазера фазоанизотропных элементов 01 и Фг (клинья, У4 -пластинки и др.) приводит к расщеплению собственных аксиальных мод на две взаимно-ортогональные !>) и V2, а управляемое изменение фазовой анизотропии - к изменению величины этого частотного расщепления Vn - fi V2 . Выделение одной из конкурирующих мод, в этом случае, становится возможным с помощью поляризатора (рис.3.1.6). От значения V\2 зависит крутизна линейной части аппаратной функции лазерного интерферометра т/Т, а, следовательно, и величина изменения выходной мощности излучения АР, вызванного изменением оптической длины резонатора Д(nl). Таким образом, при размещении плазменного объекта внутри резонатора такого «двухмодового» лазерного интерферомет-

характеристикой.

®2 Мг П а)

А."

Гш, ^—s 1

т

Рис 3.1 Оптическая схема двухмодового активного лазерного интерферометра (а) и осциллограмма сигнала с фотоприемника (б) при линейном изменении дайны резонатора АЬ '¡¿К

ра, можно получать информацию о динамике ЛУда с регулируемой чувствительностью измерений:

(«-) (ЗЛ)

здесь: ДУщ - величина сигнала с фотоприемника ФП пропорционального ДР^ и вьвванного Д(ЛУ(1)); Ктал - сигнал с ФП, соответствующий максимальному уровню генерации лазера Ртах на выделенной моде; 5 / (с/2Ь) = т/Г - крутизна линейной части аппаратной функции (Л - геометрическая длина резонатора).

Пьезокерамический преобразователь перемещения ПК необходим для изменения длины резонатора при калибровке и выведении интерферометра в рабочий режим. Было создано несколько модификаций лазерного интерферометра, выявлены особенности их эксплуатации и измерены с их помощью параметры плазмы низкоплотных импульсных плазменпых потоков, плазмы разряда при атмосферном давлении и плазмы капиллярного разряда. Созданный интерферометр обеспечивает возможность изучения динамики электронной концентрации во времени в пределах лу = 10" - 1017 см" . Чувствительность прибора ограничивается его естественными шумами и составляет Луяй =(1+-5)-1012 см'2. Временное разрешение относительно невелико ~ 10'7 сек, но для многих задач при исследовании редкой плазмы - достаточное. Несомненным достоинством двухмодовых интерферометров является возможность изменения чувствительности измерений в пределах двух порядков без замены оптических элементов или их переюстировки. В результате исследований проведенных с одноосным электрооптическим кристаллом ЫРПЮз созданы два модулятора. Первый из них предназначен для модуляции оптической длины резонатора лазера с частотой до 100 кГц без изменения его анизотропии. Второй служит для дистанционного управления чувствительностью измерений за счет изменения поляризационных характеристик резонатора двухмодового интерферометра. В условиях экспериментального зала вибрации узлов плазменной установки и оптических элементов диагностической аппаратуры могут вносить существенную погрешность в получаемые результаты при проведении интерферометрических измерений. Поэтому были проведены исследования по разработке мер борьбы с такого рода воздействием. Все оптические элементы интерферометров крепились на станинах в конструкциях которых использовались звукопоглощающие демпфирующие акустические колебания материалы. Подвес станин осуществлялся на тросах-амортизаторах, характеристики которых были рассчитаны. В юстировочных оптических узлах отсутствовали упругие элементы. Разработанные меры пассивной защиты от внешних возмущений позволили снизить их воздей-

17

ствие на два порядка. Создание активной системы стабилизации позволило в еще большей степени устранить влияние внешних возмущений на изменение длины интерферометра и дистанционно корректировать положение рабочей точки.

В активную систему стабилизации, кроме фотоприемника ФП и пьезокорректора ПК (рис3.1.а), входили усилитель электрического сигнала У и, корректирующее амплитудную (АЧХ) и фазовую (ФЧХ) частотные характеристики системы, звено КЗ. Анализ системы проводился методами теории автоматического регулирования. Рассчитывался модуль передаточной функции по динамической ошибке

А'»>- 1 (°> А л/1 + 21^о»,|-со8<г>м+|^, |

Я., = = . 1 (3-2)

здесь А - изменение длины резонатора при выключенной, Д(Ш)- при включенной системе стабилизации, - АЧХ и ф^) - ФЧХ разомкнутой системы. Эти характеристики определяются экспериментально и зависят от применяемых пьезоэлементов и корректирующих звеньев. Такой подход позволил создать систему с \Р(а)\ =10"2 в диапазоне стабилизируемых частот 0-2 кГц, что дает возможность исследовать импульсную плазму с ?„,< 100 мксек при включенной системе стабилизации.

Стабилизацию длины интерферометра можно осуществить при одновременном зондировании плазмы на двух различающихся длинах волн (А.2«Л.1). В этом случае суммарные изменения оптической длины резонатора Д(пЬ), за счет вклада показателя преломления плазмы и изменения геометрической длины I плеч интерферометра (в нашем случае длины резонатора) на величину А! из-за вибраций оптических элементов, имеют вид-

ГА (и1), 4,46 • Ю-" • кХ1

\а(п1)2 = М - 4.46 • 10"'4 ■ N£1

Если меньшую длину волны "кг использовать в системе стабилизации длины интерферометра, то в этом случае левая часть второго уравнения системы (3.3) с определенной точностью будет равна нулю и первое уравнение можно представить в виде:

Д(и£)[ = -4,46• 10'14 • N,1 (3.4)

т. е. измеряемое на длине волны изменение оптической длины будет определяться формулой (3 1) с тем большей точностью, чем больше разница между Хг и А.1 На рис.3.2 приведены осциллограммы, демонстрирующие эффективность работы системы стабилизации двухмодового Не-№ интерферометра (>.1=3.39 мкм) в условиях экспериментального зала, когда в качестве источника излучения на >,2=0.63 мкм использовался стабилизированный по частоте Не-№ лазер типа ЛГ-149. Такое решение было среди первых в практике применения двухволновых интерферометров. 18

Со временем, применение персональных компьютеров и цифровой техники в диагностике

плазмы позволило решать систему уравнений (3.3) и выделять малые изменения электронной концентрации плазмы на фоне сильных внешних возмущений. Нами подобный подход был реализован в следующем поколении двухмодовых интерферометров. Повысить точность измерений и обеспечить помехозащищенность измеряемых сигналов можно с использованием гетеродинной методики, когда информация об оптической длине Ди/ исследуемого объекта переносится на промежуточную частоту. Двухмодовый лазер является источником излучения на двух близких частотах с регулируемым сдвигом между ними. Принцип действия созданного для диагностики плазмы лазерного интерферометра иллюстрируется на рис.3.3. В интерферометре используется зеемановский двухмодовый Не-Ие лазер (А,=3.39 мкм). Режим двухмодовой генерации реализуется в изотропном резонаторе наложением продольного магнитного поля на активную среду. В результате выходное излучение лазера содержит две волны с ортогональными циркулярно-поляризованными модами и разностью частот /, зависящей от на-

При двукратном прохождении через четвертьволновую фазовую пластинку, до отражателя и обратно, излучения мод "обмениваются" своими поляризациями. Таким образом, возвращенное излучение от каждой моды взаимодействует с внутренней волной другой моды, соответственно со сдвигом частоты, равному заданному в лазере межмодовому частотному расщеплению /=и>-ц. Если усиление активного элемента и потери резонатора близки друг к другу, то при слабой отраженной волне происходит существенное изменение мощности генерации лазера, обеспечивая высокую крутизну соответствующей аппаратной функции. В выражениях и для модуля-

Рис.3.2 Осциллограммы сигналов фотоприемников двух-

волнового интерферометра: >ц=3.39 мкм (верхняя) и >>2=0.63 мкм (нижняя). Стрелкой показан момент включения системы стабилизации.

пряженности магнитного поля.

Лщ ©1 ®2 ^ ®1®1 ®а 4 { • 1 Ф Ф 1ЮДМ1 X ирцмкдь ©1 <¡4

Рис.3.3 Преобразование поляризаций мод двух-частотного зеемановского лазера-приемника при перекрестном воздействии мод друг на друга через внешний отражатель

ции мощности мод, и для модуляции их разностной частоты, содержится информация, как об эффективном коэффициенте отражения р, так и об оптической длине пути пЬ до отражателя. Минимально регистрируемая модуляция мощности в моде соответствует изменению Nе1 =2.5-1010 (см"2 Гц",/2). Временное разрешение т интерферометра ограничивается полосой реакции лазера и составляет 10 не. Использование для зондирования плазмы двух длин волн одновременно позволило выделить малое изменение электронной плотности илазмы на фоне сильных вибраций.

В четвертой главе приведены принцип действия, расчеты и анализ магнитной конфигурации, конструкция, результаты калибровки и экспериментального применения магнитного энерго-масс анализатора ионов, который в сочетании с времяпролетной трубой предназначен для анализа заряженных частиц генерируемых импульсной плазмой. В пассивной корпускулярной диагностике плазмы анализ потоков заряженных частиц производится в электрическом поле (электростатические анализаторы), в магнитном поле (магнитные анализаторы), в комбинации полей (спектрограф Томсона) или при последовательном прохождении частицами того и другого поля. От параметров исследуемого плазменного объекта зависит выбор того или иного способа анализа. В целом электростатические анализаторы по сравнению с магнитными имеют меньшие габариты и вес, но их энергетическое разрешение невелико (5-10%). Для магнитных анализаторов эту величину можно уменьшить на 1-2 порядка, но достигается это за счет увеличения весогабарнтных параметров прибора. Отсутствие фокусирующих свойств в спектрографе Томсона ограничивает энергетическое разрешение величиной -10%.

Принцип действия разработанного магнитного анализатора основан на Авторском свидетельстве, соавтором которого является автор диссертационной работы. Выполнение анализатора в многоканальном варианте в сочетании с времяпролетной методикой позволяет за один импульсный процесс раздельно регистрировать группы заряженных частиц с различной массой и скоростью. Для полного разделения двух соседних пакетов ионов с различными т/г («-масса, г-заряд) необходимо, чтобы дисперсия по времени пролета была больше или равна полусумме их длительностей. Таким образом, в зависимости от времени генерации частиц на конкретной импульсной установке выбирается требуемая длина времяпролетной базы /у.

В 1983 г. (и повторно в 1999 г. уже с помощью современных средств программирования) был проведен расчет анализатора с целью получения оптимальной конфигурации однородного магнитного поля диагностического прибора. Исследованию подлежала зависи-

Рис.4.1 Схема магнитного анализатора

мость ионно-оптических характеристик энерго-масс анализатора от типа фокусировки и геометрических параметров магнита.

На рис 4 1 представлена принципиальная схема разработанного магнитного анализатора Оптимизации подлежала конфигурация области однородного магнитного поля, а именно, угол входа частиц в магнитное поле Хо и У1"051 поворота частиц в магнитном поле у/.

Угол выхода частиц из магнитного _"—' _^ поля %к в случае прямолинейной

ЕЕ^- выходной границы поля равен у.

Величина угла у/ ограничена снизу необходимым энергетическим разрешением и расстоянием между соседними пучками частиц, определяемым шириной выходных диафрагм, а сверху - требованием минимальности размеров области однородного магнитного поля, которая определяет весогабаритные параметры прибора. Исходя из этих соображений был выбран угол (¡/ = 60°.

Как показали результаты численных расчетов, для каждого канала при фиксированном значении угла у/ существует ярко выраженный минимум высоты изображения в зависимости от угла Ха. На рис.4.2, в качестве примера результата расчетов, приведена зависимость высоты изображения В в зависи-

37 5« «.»3 51.0« 59.7

77.88 86.73

Рис 4 2 Расчетный вид зависимости В от %а для у/ =50° (последний канал).

мости от угла %о Д™ угла у/ =50 для

седьмого канала анализатора.

Для выбранного (//=60° диапазон оптимальных значений Хв Для первого и последнего каналов относительно небольшой, а именно, /0=49,8 - 51,8°. Исходя из всего вышесказанного вполне разумным является выбор угла ввода частиц в магнитное поле для, так называемой линейной фокусировки, Ха ~ 51".

Численный анализ также показал, что выходное плечо анализатора 1з в точке линейного фокуса не зависит от входного плеча прибора (4.1) в отличие от угловой фокусировки, где такая зависимость наблюдается (4.2):

¿2«

a, -sinyy + 'Cosy

Ь, • (a, sin у + cos у/) - (а, cos у/ - sin у/) (l + at -Л^ашу+Л) 'cosy_

(4.1)

(4.2)

ft, -[(1 + я, -/^siny+ А, -cos^-fl + a, •A1)cos(f + Л, -sin^

- здесь: \ и >г - безразмерные приведенные плечи (X = 1/го ), а, = ctgxa, 6, = ctgXk ■

Этим и определяется основное преимущество (и наш выбор) линейной фокусировки - независимость расположения выходной диафрагмы и детектирующей сборки от длины вре-мяпролетной трубы.

Результаты расчетов ионно-оптических параметров анализатора для оптимального варианта конфигурации области однородного магнитного поля ( JUr^l0, 60°, Jft=30°) при размерах входной диафрагмы 1,0 х 1,0 мм2 представлены в таблице 2:

Табл.2

№ канала 1 2 3 4 5 6 7

А мм 0.20 0.17 0.16 0.15 0.16 0.16 0.17

В, мм 0.35 0.39 0.44 0.49 0.55 0.62 0.68

R, , % 1.0 0.6 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3

1г ,мм 37.8 52.0 66.2 80.3 94.5 109 123

здесь А и В - ширина и высота изображения ионного пучка на линии фокуса; Яв - энергетическое разрешение.

Для снижения области действия поля рассеяния на границе магнитного поля были разработаны и применены, расположенные на входе и выходе анализатора, магнитные экраны. Их использование заметным образом уменьшает влияние полей рассеяния, что позволяет ввести эффективные границы магнитного поля в зонах входа и выхода пучка из области магнитного поля и помогает согласовать экспериментальные результаты и теоретические расчеты ионно-оптических характеристик энерго-масс-анализатора. Для испытания энерго-масс-анализатора был собран стенд, на котором в качестве источника заряженных частиц применялся «дуоплазмотрон», созданный ранее с участием автора. В качестве рабочего газа использовался Аг, но в спектрах присутствовали и компоненты остаточного газа. Для уменьшения расходимости генерируемого пучка между источником и входной щелью анализатора размещалась цилиндрическая магнитная линза. В качестве детекторов использовались цилиндры Фарадея. Экспериментально определенные на стенде характеристики прибора сравнивались с расчетными.

На рис. 4.3 представлены расчетные и экспериментально полученные зависимости приведенного к единице заряда импульса ионов в крайних каналах (!"" и 7®") от величины магнитного поля в межполюсном зазоре анализатора.

т,, а.е.м

300 В, тТ

300 В, тТ

Рис.4.3 Сравнение расчетных и экспериментально полученных результатов.

Разработанная система позволяет производить одновременное детектирование заряженных частиц по различным каналам с отношением энергий ионов, регистрируемых крайними каналами (при фиксированной величине магнитного поля анализатора) равным 10 Диапазон измеряемых корпускулярным энерго-масс-анализатором энергий (в пересчете на протоны) составляет 1 кэВ-1 МэВ и разбит на три поддиапазона 1-10 кэВ, 10-100 кэВ, 0,11,0 МэВ. При относительно малом весе -250 кг прибор обеспечивает достаточно высокое энергетическое разрешение в пределах 0,5 - 5 % в зависимости от номера канала. Количество каналов - 7.

Величина АН/Л1 для примененных катушек электромагнита равна 5,8 мТл/А. Источник питания катушек должен обеспечивать величину относительных пульсаций тока через них меньшую, по-крайней мере в 2 раза, расчетного значения энергетического разрешения. Было получено хорошее соответствие расчетных характеристик прибора экспериментальным. Анализатор обладает фокусирующими свойствами в вертикальном направлении, которые достигнуты гораздо более простыми средствами, чем в существующих отечественных и зарубежных аналогах. Большой энергетический диапазон и достаточно высокое энергетическое разрешение в сочетании с возможностью выбора длины времяпролетной базы говорят о возможности его применения для диагностики импульсной плазмы на широком классе экспериментальных установках.

Анализатор был успешно применен для исследования лазерной плазмы в ИОФАНе.

Пятая глава диссертации посвящена рентгеновской диагностике высокотемпературной плотной импульсной плазмы.

В диагностике такого рода плазменных объектов из-за высоких параметров плазмы (значительные величины концентрации, температуры и градиента плотности при малых размерах) собственное рентгеновское излучение является одним из важнейших источников информации о процессах протекающих в плазме и определения ее важнейших парамет-

23

ров. Кроме того, в термоядерных исследованиях рентгеновскую эмиссию необходимо учитывать при расчете энергобаланса.

Исследования желательно проводить в широком спектральном диапазоне, т.к. излучение, соответствующее различным участкам спектра, может быть обязано своим происхождением различным процессам (линейчатое, рекомбинационное, тормозное, поляризационное) и состояниям плазмы (равновесное, возникновение электронной компоненты с надтепловы-ми скоростями). Из-за трудности генерации разрядов с точно повторяющимися параметрами необходимо получать информацию за один разряд установки. На практике, перечисленные требования привели к созданию многоканальной системы регистрации рентгеновского излучения с синхронизированными по времени отдельными каналами и возможностью независимого управления чувствительностью каждого из них. Для исследования спектра рентгеновского излучения в работе используется "метод поглощающих фильтров". Этот метод один из наиболее известных и используемых в диагностике импульсной плазмы. Основным селектирующим элементом в данном случае является набор фильтров-поглотителей, за которыми располагаются детекторы регистрирующие прошедшее излучение. Фильтры различаются толщиной и материалом, из которого они изготовлены. Энергия рентгеновского излучения У, прошедшего через фильтры из определенного материала, зарегистрированная каждым из детекторов, зависит от толщины филыра следующим образом:

Ах) = ЕТ Б(Е) ■ <р(Е) • ехр[- ц{Е) ■ х\йЕ (5.1)

о

здесь Я(Е) - спектральная характеристика детектора, <р(Е) - истинный спектр рентгеновского излучения в интервале (0 - £Ш1); /и(Е) - коэффициент ослабления излучения для материала, из которого изготовлен фильтр.

Приведенное выражение является уравнением Фредгольма 1-ого рода относительно искомой функции. Его решение относится к классу некорректно поставленных задач, и для этого используются специальные методы математической физики. В качестве материалов фильтров используются Ве, А1, Си и РЬ, а в качестве детекторов: рентгеновские фотопленки, сцинтилляторы с фотодетекгорами, полупроводниковые (ППД) и термолюминис-центные (ТЛД) детекторы.

Для измерения спектрального состава рентгеновского излучения разработан семиканаль-ный спектрометр на основе миниатюрных ФЭУ-60 и сцинтилляторов. Блок схема конструкции спектрометра приведена на рис.5.1.

Спектрометр крепится к вакуумной камере плазменной установки с помощью фланца 1. Вывод рентгеновского излучения осуществляется через тонкие Ве-фильтры толщиной 25 мкм 2. Фильтры поглощения 4, сцинтилляторы из Ся1(Т1) 5 и ФЭУ-60 6 в металлических кожухах 7 размещаются в изготовленном из органического стекла корпусе спектрометра 3. Для обеспечения высокой защищенности от электромагнитных помех от плазменного разряда ФЭУ помещены в двойной экран из меди и пермаллоя, а кожуха 7 не имеют электрического контакта с камерой установки.

Конструкция прибора позволяет без нарушения вакуумных условий в рабочей камере установки производить: замену отдельных его элементов, калибровку каналов на специальном стенде, а, в случае необходимости, дополнить отдельные каналы диафрагмами ограничивающими площадь регистрации.

Рис.5.1 Блок-схема конструкции семиканального

сцишнлляционного детектора. В спектрометре осуществляется оптиче-

ский контакт сцинтилляторов с фотокатодами ФЭУ. Кристаллы из СвЛ(Т1) имеют диаметр 15 мм и высоту 20 мм. Энергетический диапазон регистрируемого рентгеновского излучения 3-400 кэВ.

Кривые ослабления рентгеновского излучения в веществе, полученные с помощью набора поглотителей не дают самого спектра излучения. Одним из наиболее простых и проверенных в практике эксперимента является графический метод названный методом эффективных энергий. Восстановленный по этому методу спектр является гистограммой с количеством зон, равным числу поглощающих фильтров, а их число, поскольку сама процедура, по сути, связана с решением некорректно поставленной задачи, не должно превышать -10. Этот метод был применен для получения информации о виде спектра излучения и температуре плазмы микропинчевого разряда.

Применение такого типа спектрометра удобно и для получения экспресс-информации о температуре при запрограммированном изменении условий эксперимента. Для этого создана программа обработки электрических сигналов полученных с каждого канала спектрометра за один разряд.

Для получения данных по пространственному распределению электронной температуры (средней по времени) была разработана методика, в основу которой также положен метод поглощающих фильтров. Изображения излучающей плазмы формируются на фотоэмульсии с помощью трехканальной камеры - обскуры. Энергетический спектр рентгеновского

25

излучения определяется методом фильтров, причем в качестве фильтров используется сама фотопленка ТЮ-Ш (Китай) с известным материалом как подложки, так и эмульсии. Для расчетной оценки спектра использовались данные по ослаблению потока квантов

Пгапма

Кжгод

Аивд

6

рентгеновского излучения в фотоэмульсии. Каждый слой фотопленки состоит из лавсановой основы толщиной 175 мкм и чувствительного слоя, содержащего зёрна толщиной 24 мкм.

Рис.5.2 Схема пространственных измерений со спектральным разрешением

Схема эксперимента представлена на рис.5.2. Излучение плазмы 1, проходит через входное окно 2 из 50 мкм лав-

сана и формирует с помощью камеры - обскуры 3 изображение

одновременно на шести слоях фотоэмульсии, помещенных в пакет из 10 мкм алюминиевой фольги 4. Камера-обскура имела три отверстия 0200 мкм, изготовленных в РЬ-фольге толщиной 500 мкм. Два крайних отверстия были закрыты А1-фильтрами с толщинами 80 и 40 мкм (первый и третий канал соответственно).

Для получения пространственного распределения электронной температуры используется 18 изображений плазмы в рентгеновских лучах за различными фильтрами. Для каждой точки изображения плазмы на пленке можно определить электронную температуру методом фильтров. Данная методика была применена для определения температуры в плазменной точке микропинчевого разряда на установке Зона-2. Характер полученных кривых ослабления свидетельствует о наличии двух групп электронов различной энергии. В предположении максвелловского распределения электронов по скоростям для каждой из этих групп, определены соответственно тепловая электронная температура Те «1,9 + 0,7 кэВ и надтепловая Тц ~20 ± 8 кэВ плазмы, что не противоречит результатам полученным ранее с помощью сцинтилляционного спектрометра.

В шестой главе приведены результаты экспериментальных исследований импульсной плазмы на созданных под руководством автора экспериментальных установках Зона-2 и ПФМ-72. С помощью хорошо известных и апробированных ранее средств диагностики плазмы была проведена проверка, прямая или косвенная, работоспособности разработанной оригинальной диагностической аппаратуры.

На установке Зона-2 был впервые применен двухмодовый лазерный интерферометр (см. рис.3 1) Для проверки его работоспособности создан ряд диагностических приборов: электрические и магнитные зонды, многосеточный зонд и датчик давления. Датчик давления имел оригинальную конструкцию на основе тензомоста на мембране из Si с площадью приемной поверхности ~ 1 мм . С помощью перечисленных и проверенных в эксперименте методик были измерены параметры импульсных плазменных потоков, которые находились в хорошем соответствии с информацией полученной с помощью лазерного интерферометра. Проведено изучение прохождения плазменных потоков через поперечное магнитное поле. Экспериментально показано, что для плоских потоков плазмы, ориентированных вдоль направления магнитного поля, проницаемость поперечного магнитного барьера увеличивается.

На источниках типа НВИ была экспериментально протестирована созданная рентгеновская аппаратура. Результаты сравнивались с полученными при помощи светосильных рентгеновских спектрографов. Выявлено влияние начальных условий на динамику протекания микропинчевого разряда, в том числе с минимальным вкладом энергии в инициирующий разряд. Проведено теневое фотографирование разрядного промежутка с помощью TEA N2 - лазера от момента пробоя межэлектродного промежутка и до стадии развала плазменного образования.

В экспериментах с капиллярным разрядом проверена работоспособность He-Ne лазерного интерферометра с внутрилазерным приемом отраженного излучения, причем в качестве третьего зеркала использовалась поверхность графитового катода. Одновременно получены результаты как об изменении оптической длины плазмы факела, так и об изменении коэффициента отражения поверхности электрода за время протекания разряда. Создана электронная аппаратура для дистанционного управления оптическим монохрома-тором МУМ, которая существенно расширяет эксплутационные возможности этого малогабаритного оптического прибора.

Для изучения динамики поведения микропинчевого разряда в видимой области спектра применена оригинальная оптическая схема с регистрацией во времени и пространстве с помощью фотоэлектронного регистратора ФЭР-7. Зарегистрированы предсказанное теорией двойное сжатие микропинча и вытекание плазмы аз плазменной точки. Для визуализации процессов в межэлектродном промежутке микропинчевого разряда применены интерферометры Маха-Цендера, Бейтса и теневое фотографирование с внешним УФ - осветителем на основе TEA N2 - лазера (\=337 нм). С использованием преобразования Абеля, в предположении аксиальной симметрии, обработаны интерферограммы,

получепные с помощью интерферометра Маха-Цендера, и восстановлены локальные значения электронной плотности Ие для различных моментов времени. Приведены результаты исследований изменения формы электродов и структуры их поверхности, как средства получения информации о поведении плазмы микропинчевого разряда типа НВИ.

В экспериментах проведенных на установке ПФМ-72 после 40-50 разрядов на поверхности катода была обнаружена кольцеобразная периодическая структура с шагом ~250 мкм и коаксиальной симметрией относительно оси разряда (рис.6.1). Ее размеры (внешний 011 мм) совпадали с областью свечения рентгеновского излучения вблизи поверхности катода Вышеназванная структура располагалась, в свою очередь, на валике, высота которого со временем увеличивалась. В самом катоде, первоначально имевшем осевое отверстие диаметром 3 мм, после 200-250 разрядов происходило его заплавление с тыльной стороны и образование внутренней полости 08 мм (рис.6.2).

Для определения характера перемещения материала электродов в процессе эксплуатации, были проведены две серии экспериментов. В первой из них в катод, выполненный из мягкой стали была впрессована цилиндрическая вставка 0 10 мм из Мо с осевым отверстием 0 3 мм, анод изготавливался из стали. Во второй - анод диаметром 3 мм был изготовлен из молибдена с центральной медной вставкой диаметром 2 мм, а катод диаметром 20 мм -целиком из мягкого сорта стали (железа). Исследования компонентного состава поверхностей обоих электродов после 500 импульсов тока в каждой из серий были проведены методом обратного рассеяния ионов гелия с энергией 1+2 МэВ.

Рис.6 1 Поверхность катода 020 мм с осевым отверстием 03 мм после 50 разрядов

Рис 6 2 Области анализа на поверхности электродов

Полученные результаты помогли восстановить картину перемещения материала катода из центра наружу и обмена веществом между электродами.

В экспериментах на Зоне-2 показано, что формирование плазменной точки происходит только после того как на поверхности катода сформируется периодическая структура и исследовано воздействие на эту структуру отклонения от симметричности инициирования разряда.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Среди наиболее значимых результатов докторской диссертации можно выделить следующие.

1. Создан комплекс установок (ПФМ-72 и «Зона -2») и различного типа источников импульсной высокотемпературной плазмы, среди которых:

а) источник типа плазменный фокус Мейзера (ПФМ) с основными параметрами: период разряда 5-8 мкс, запасаемая энергия до 120 кДж, ток до 450 кА,

б) модификация ПФМ с лазерным инициированием разряда на длине волны 10,6 мкм с энергией в импульсе до 50 Дж,

в) модификация ПФМ с образованием рабочего вещества лазерным кольцевым пучком на длине волны 1,06 мкм с энергией в импульсе до 20 Дж,

г) источник импульсных плазменных потоков типа пушка Маршалла,

д) микропинчевой разряд типа низкоиндуктивная вакуумная искра (НВИ) с его поперечным инициированием от вспомогательных источников эрозионной плазмы, вынесенных из области прямого воздействия основного разряда.

2. Разработан и создан диагностический комплекс на основе гелий-неонового лазера, включающий двухмодовый лазерный интерферометр на основе «мягкой» конкуренции двух продольных мод с длиной волны X = 3,39мкм, трехзеркальный двух волновой интерферометр с квадратурной регистрацией с ?ч = 3,39 мкм и Хг = 0,63 мкм, где в качестве третьего зеркала могут быть использованы элементы плазменной установки с низким коэффициентом отражения излучения.

3. Разработана и оптимизирована система стабилизации длины резонатора диагностических лазеров непрерывного действия для работы на плазменных установках в условиях наличия внешних вибраций и помех.

4. Проведено комплексное исследование структуры, электрических характеристик, времени формирования поперечного наносекундного разряда в канале ТЕА ^-лазера, а также получены экспериментальные данные о зависимости энергии его излучения от значения напряжения между электродами и их геометрических параметров.

5 Разработан, создан и оптимизирован диагностический комплекс с использованием TEA N2-лазера как осветителя, в том числе многоканального, для интерферометров Маха-Цендера и Бейтса с поперечным и продольным сдвигом и для теневой фотографии.

6. Предложен и создан многоканальный магнитный энерго-масс анализатор с повышенной светосилой с параметрами: 7 каналов регистрации, 3 диапазона измерения энергии (1-ЮкэВ, 10-100кэВ, 100кэВ-1МэВ в пересчете на протоны).

7. Разработан и создан комплекс диагностик для определения спектра рентгеновского излучения на основе фильтров поглощения (с восстановлением по методу эффективных энергий), включающий 1Ш канальный спектрометр на основе ФЭУ со сцинтилляторами для проведения измерений во времени и спектрометр с регистрацией изображения плазменного объекта на сборке из расположенных друг за другом фотопленок, каждая из которых одновременно является детектором и фильтром поглощения.

8. Разработаны и созданы системы автоматизации и дистанционного управления лазерными и оптическими диагностическими средствами, включая управление чувствительностью двухмодового лазерного интерферометра с помощью электрооптического кристалла.

9. Проведены комплексные исследования и оптимизация параметров разработанных импульсных источников плазмы для получения необходимых излучательных и эмиссионных характеристик, включая оптимизацию систем инициирования микропинчевого разряда, параметров разрядной цепи и оптимального выбора материалов и конфигурации электродов.

10. Проведены исследования динамики развития микропинчевого разряда типа НВИ с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия, при различных начальных условиях.

11. Экспериментально с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации обнаружено вытекание плазмы из области образования плазменной точки и наличие двух последовательных сжатий при образовании микропинча.

12. Обнаружена корреляция между трансформацией поверхности электродов при их эксплуатации с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Козин И.Г., Коповалов H.A., Никулин Е.С., Проценко Е.Д., Савёлов A.C., Тельковский В.Г. О возможности измерения малых оптических плотностей методом конкуренции двух аксиальных мод He-Ne лазера // ЖТФ, т.53, вып.8,1973, с.1781-1782

2. Kozin GI, Konovalov N.A., Nikulin Е S., Protzenko E.D., Tel'kovski V.G. Novel method of plasma density measurement by laser II Proc. of XI Intern. Conf. on Phenomena in Ion. Gases (ICPIG), Prague, Czech., 1973, p.455-456

3. Волобуев И.В., Горбунов Д.Н., Гранаткин Б.В., Исаков А.И., Коновалов H.A., Савёлов A.C. Установка для изучения плазменного фокуса мейзеровского типа И Препринт ФИАН, № 92,1975,12 с.

4. Великоцкий В.Л., Козин Г.И., Проценко Е.Д., Савёлов A.C. Применение двухмодового He-Ne лазера для определения электронной концентрации импульсной плазмы // Тез. докл. I Всесоюз. школы - конф. по физике плазмы, г.Харьков, 1977, с.132

5 Бревнов H.H., Денисов В.Ф., Жуковский В.Г., Савёлов A.C., Никулин Е.С., Хилиль В В. Некоторые методы диагностики плазмы в токомаках некруглого сечения с диверто-рами И Препринт ИАЭ-3073,1978, 39 с.

6. Великоцкий В.Л., Вовченко Е.Д., Савёлов A.C. Особенности функционирования систем стабилизации оптической длины интерферометров с пьезоэлектрическими преобразователями II Деп.в ВИНИТИ 22.09.81 № 4574-81 Дел., 1981,7 с.

7. Савёлов A.C., Сильное С.М., Долгов А.Н. Устройство для получения высокотемпературной плазмы II Авторское свидетельство № 963404, приоритет от 19.03.1981 г., 7 с.

8. Вовченко Е.Д., Козин Г.И., Савёлов A.C. Устройство для диагностики плазмы II Авторское свидетельство № 993799, приоритет от 02.06.1981 г., 7 с.

9. Гусарова Е.С., Курнаев В.А., Савёлов A.C. Магнитный спектрометр И Авторское свидетельство № 1064348, приоритет от 16.03.1982 г., 4 с.

10. Козин Г.И., Великоцкий В.Л., Никулин Е.С., ПроценкоЕ.Д., Савёлов A.C., Тельковский В Г. Двухмодовый лазерный интерферометр для диагностики плазмы IIВ сб. «Диагностические методы в плазменных исследованиях», М.: Энергоатомиздат, 1983, с.3-12

11. Игрицкий А Н., Савёлов А.С , Смирнов В.М. Восстановление локальных пространственных распределений параметров плазмы из интегральных интерферометрических измерений // В сб. «Диагностические методы в плазменных исследованиях», М.: Энергоатомиздат, 1983.С.19-27

12. Савёлов A.C., Смирнов В.М. Способ заполнения плазмой камеры термоядерной установки II Авторское свидетельство № 1131356, приоритет от 22.08.1984 г., 8 с.

13. Желтухин A.A., Михеев Ю.Е., Никулин Е.С., Савёлов A.C., Цветков Е.П. Лазерный интерферометр для измерения электронной плотности в плазмохимических аппаратах // В сб. Труды ГИАП, М.: ГИАП, 1985, с.61-68

14. Гусарова Е.С., Курнаев В.А., Савёлов A.C. Многоканальный энерго-масс-анализатор // Авторское свидетельство № 1163761, приоритет от 22.02.1985 г., 4 с.

15. Вовченко Е.Д., Савёлов A.C., Тельковский В.Г. TEA азотный лазер для исследования короткоживущей плотной плазмы II Тез. докл. I Всесоюзн. семинара «Физика быстропро-текающих плазменных процессов», Гродно, 1986, с.53-54

16 Гусарова Е С., Савёлов A.C. Многоканальный магнитный энерго-масс-анализатор для пассивной корпускулярной диагностики импульсной плазмы IIВ сб. «Методы диагностики и рекуперации энергии пучков заряженных частиц», М.: Энергоатомиздат, 1987, с.59-67

17. Гулин М.А., Долгов А.Н., Савёлов A.C. Комбинированный импульсный плазменный ускоритель // В сб. «Импульсные электродинамические системы», М.: Энергоатомиздат, 1987, с.38-44

18. Горбунов A.A., Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов A.C. Исследование параметров надтепловых частиц в плазме микропинчевого разряда II Препринт МИФИ №023-88,1988, 16 с.

19. Вовченко Е.Д., Савёлов A.C. Мощный импульсный ультрафиолетовый лазер, возбуждаемый сильно-точным поперечным разрядом в азоте при атмосферном давлении // В сб «Мощные физико-энергетические системы», М.: Энергоатомиздат, 1988, с.57-64

20. Александров В.В., Гусарова Е.С., Киселев Н.Г., Килыгао A.B., Ковальский Н.Г., Савёлов A.C. Многоканальный массэнергоанализатор с оптимизированной конфигурацией магнитного поля для исследования ионной эмиссии лазерной плазмы IIВ сб. «Диагностика плазмы», вып.6, М : Энергоатомиздат, 1989, с.185-188

21. Вовченко Е.Д., Савёлов A.C. Многоканальный диагностический TEA азотный лазер с пикосекундным разбросом между импульсами генерации II Тез. докл. П Всесоюз. семинара «Физика быстропротек. плазм, процессов», Гродно, 1989, с.24

22 Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Гулин М.А., Долгов А.Н., Савёлов A.C. Электродинамический источник высокотемпературной плазмы с лазерным образованием рабочего вещества И Тез докл. II Всесоюз. семинара «Физика быстропротек. плазмен. процессов», Гродно, 1989, с.23

23. Вовченко Е.Д., Королев JI.B., Мозгрин Д.В., Савёлов A.C., Ушаков А.Г., Фетисов И.К.

Визуализация плазмодинамических процессов при пробое воздушного промежутка атмосферного давления II Тез. докл. I Всесоюз. симпоз. по радиац. плазмодинамике, 1989, М., Энергоатомиздат, ч. 2, с.31-33

24. Горбунов A.A., Гулин М.А., Долгов А.Н, Николаев О.В., Савёлов A.C. Прямая регистрация потока надтепловых электронов га плазмы микропинчевого разряда II Письма в ЖЭТФ, т.50, в 7, 1989, с.320-322

25 Быковский Ю А., Долгов А.Н., Ланчава Б.М., Савёлов A.C., Сильное С.М. Исследование электронной эмиссии из малоиндуктивной вакуумной искры (МВИ) с лазерным инициированием //Препринт МИФИ №025-89,1989,12 с.

26. Башугин O.A., Вовченко Е.Д., Дубровская И.В., Савёлов A.C., Стенин В.Я., Шевченко П.В., Яковлев A.B. Лазерный интерферометрический комплекс для пространственно-временной диагностики нестационарной плазмы // Тез. докл. V Всесоюз. Совещ. по диагностике высокотемпературной плазмы, Минск, 1990, с.138-139

27. Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов A.C. О параметрах излучающей плазмы в микропинчевомразряде // Физика плазмы, т.16, в.8,1990, с.1015-1018

28. Аверкиев В.В., Гулин М.А., Долгов А.Н., Кушин В.В., Ляпидевский В.К., Николаев О.В., Савёлов A.C., Салахутдинов Г.Х. Многоканальный сцттилляционный спектрометр рентгеновского излучения для ппазмофизического эксперимента II Препринт МИФИ №011-90,1990, 18 с.

29 Аверкиев B.B , Гулин M А , Долгов А.Н., Кушин В.В., Ляпидевский В.К., Масленникова Н.В., Николаев О.В., Савёлов A.C., Салахутдинов Г.Х. Диагностика жесткого рентгеновского излучения и быстрых электронов плазмы микропинча // Препринт МИФИ № 01490,1990,12 с.

30. Горбунов A.A., Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов A.C. Компактные анализаторы энергетического спектра и зарядового состояния частиц с постоянными магнитами для диагностики высокотемпературной плазмы // ПТЭ, №5, 1990, с.56-58

31. Vovchenko E.D., Bashutin O.A., Savjolov A.S., Zdanov S.K., Kiiko D.L., Smimov V.M. Dynamic of plasma jet formation using a quasistationary discharge at atmospheric pressure // Proc. of XX Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases (ICPIG), Pisa, Italia, Vol. 6,1991, p.1375-1376

32. Ватутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов A.C. Визуализация плазмодинамической структуры факельного разряда на стадии роста // Тез. докл. П Всесоюзн. симпозиума по радиац. плазмодинамике, п.Кацевели, 1991, ч.2, с.98-99

33. Вовченко Е.Д., Савёлов A.C., Суханов A.A., Цыганкова Н.Е. Сдвиговый интерферометр для диагностики плотной плазмы, // В сб. «Приборы и методы диагностики плазмы и поверхности стенок плазменных установок», M : Энергоатомиздат, 1991, с.59-69

34 Башутин O.A., Савёлов А.С Фотоприемное устройство для исследования быстро-протекающих процессов в ИК-области спектра // В сб. «Приборы и методы диагностики плазмы и поверхности стенок плазменных установок», М.: Энергоатомиздат, 1991, с.69-79

35. Аверкиев В.В., Долгов А.Н., Ляпидевский В.К., Савёлов A.C., Салахутдинов Г.Х. Измерение спектра рентгеновского излучения микропинчевого разряда многоканальным сцинтилпяционным спектрометром //ПТЭ, №2,1991, с.173-176

36. Аверкиев В.В., Долгов А.Н., Каплин В.А., Ляпидевский В.К., Пережогин В.В., Савёлов A.C., Салахутдинов Г.Х. Комплекс многоканальных сцинтилляционныхрентгеновских спектрометров для диагностики плазмы микропинчевого разряда // ПТЭ, №5, 1992, с.158-162

37 Аверкиев В.В., Долгов А.Н, Ляпидевский В.К., Савёлов A.C., Салахутдинов Г.Х. Многоканальная регистрация динамики рентгеновского излучения микропинчевого разряда // Физика плазмы, т.18, вып.6,1992, с.596-604

38. Долгов А.Н., Кириченко H.H., Ляпидевский В.К., Савёлов A.C., Салахутдинов Г.Х. Наблюдаемый спектр излучения микропинча в диапазоне 1кэВ<ку^300кэВ и процессы в его плазме // Физика плазмы, т. 19, вып.1,1993, с.97-103

39 Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Козин Г.И., Савёлов A.C. Лазерный интерферометр для дистационной диагностики плазмы // Тез. докл. Ш Межгосуд. Симпоз. по радиац. плазмодинамике, Москва, 1994, с.98-99

40. Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов A.C. Динамика плазменных процессов в электроразрядном канале TEA азотного лазера И Тез. докл. III Межгосуд. Симпоз. по радиац плазмодинамике, Москва, 1994, с.170-171

41. Кадетов В.А., Кирко Д.Л., Савёлов A.C. Исследование светящихся областей в жидком азоте // Письма в ЖТФ, 1995, т.21, вып.Ю, с.78-81

42. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Savjolov A.S. Laser interferometry for remote diagnostics of thermonuclear plasma // Biannual Report Çî^j.N^Çy^oscoy^ussia, 1995, p 38-43

БИБЛИОТЕКА I С.Пстербург j

О» «0 ut J 33

43. Bashutin О. A., Vovchenko E.D., Kurnaev V.A., Savjolov A.S. Studies of the transversal discharges in atmospheric pressure nitrogen laser II Proc. ХХП Conf. on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG), Hoboken, New Jersey, USA, August 1995, part 3, p.79-80

44. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Kiinev G.S., Kurnaev V.A., Mozgrin D.V., Fetisov I.K., Khodachenko G.V., Savjolov A.S. Investigation of high-current low pressure quasistationare volume discharge in cross-field ExH II Proc. ХХП Conf. on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG), Hoboken, New Jersey, USA, August 1995, part 2, p.97-98

45. Гулин M.A., Долгов A.H., Кириченко Н.И., Савёлов А.С. Исследование энергетического состава электронной эмисии из плазмы микропинчевого разряда с разрешением во времени //ЖЭТФ, т.108, вып.Ю, 1995, с.1309-1317

46 Гулин М.А, Долгов А.Н., Кириченко Н.Н., Ляпидевский В.К., Масленникова Н.В., Савёлов А.С. Измерение электронной температуры плазмы микропинчевого разряда по ослаблению потока рентгеновского излучения в ядерной эмульсии //ПТЭ, 1996, № 6, с.82-86

47. Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Kozin G.I., Savjolov A.S. Three-mirror interferometer for diagnostics of thermonuclear plasma II Proc.XXIH Europ. Phys. Soc. Conf. on Contr. Fusion & Plasma Phys., Kiev, 1996, p.329

48. Ватутин O.A., Вовченко Е.Д., Козин Г.И., Кузнецов А.П., Савёлов А.С. Внутрилазер-ный трехзеркальный интерферометр для диагностики плазмы И Тез. докл. XXTV Звени-гор. конф. по физике плазмы и УТС, Звенигород, 1997, с. 182

49 Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Kozin G I., Kurnaev V.A., Savjolov A.S. Reactor relevant long term plasma density control using laser interferometer Abstr of TV bit Symp on Fusion Nuclear Technol. (ISFNT-4) II Tokyo, Japan, April 1997, p.47

50. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Savjolov A.S., Zh.H. Lee Phenomenology of the pulse glow discharge in the diagnostic TEA nitrogen laser II Proc. Intern. Symposium PLASMA-97, Opole, Poland, June 1997, v.l, p.469-472

51. Korotaev K.N., Savjolov A.S., Smirnov V.M. Modelling of interaction offlat plasmoids moving perpendicular to magnetic barrier И Proc. Intern. Symposium PLASMA-97, Opole, Poland, June 1997, v.l, p.89-92

52. Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Влияние поверхности катода на суперлюминесценцию наносекундного поперечного разряда в азоте при атмосферном давлении // Труды П Межд конф. "Физика плазмы и плазм технол,", Минск, Беларусь, сентябрь 1997, т.1, с.24-27

53. Korotaev K.N., Savjolov A.S., Armstrong R.J., Rypdel К., Harang О. Measurements of spatial distribution of visible radiation from hydrogen plasma in toroidal "BLAAMANN" device И Труды П Межд. конф. "Физика плазмы и плазм, технол.", Минск, Беларусь, сентябрь 1997, т.1, с.324-327

54. Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Kurnaev V.A., Savjolov A.S., Lee Zh.H. A diagnostic laser apparatus for investigation ofplasma in a wide range of electron densities II Proc. of ХХШ Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases (ICPIG), Toulouse, France, 1997, v.IV, p.112-113

55. Fetisov IK., Khodachenko G.V., Mozgrin D.V., Kurnaev V.A., Savjolov A.S. The structure of low pressure high-current diffuse discharge И Proc. of ХХШ Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases (ICPIG), Toulouse, France, 1997, v.H, p.24-25

56. Korotaev K.N., Savjolov A.S., Smirnov V.M. Modelling of interaction offlat plasmoids moving perpendicular to magnetic barrier И Proc. of ХХШ Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases (ICPIG), Toulouse, France, 1997, v.V, p.62-63

57 Кадетов В.А., Савёлов A.C. Малогабаритный автоматизированный спектрометр // Тез. докл. 9 Совещ. по диагн. высокотемпературной плазмы, С.-Петербург, 1997, с.65 58. Ватутин О.А., Вовченко Е.Д., Кадетов В.А., Коротаев К.Н., Прохорович Д.Е., Ли Джэн Хун, Савёлов А.С., Сивко П.А. Исследование динамики микропинчевогоразряда и эрозии электродов // Препринт МИФИ № 015-98,1998, 30 с.

59 Bashutin О.А., Vovchenko Е D, Savjolov A.S., Kadetov V.A., Lee Zh H. Optical diagnostics of the plasma dynamics in "vacuum spark" // Proc. Intern. Congress on Plasma Phys., Prague, Czech Rep., July 1998, V.22C, p.1021-1022

60. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Ватутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов A.C. Новый двух-канальный лазерный интерферометр, научные и технические области применения // Матер I Российского семинара «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды», Москва, 1998, с.10-11

61. Якубовский Л., Коротаев К.Н., Савёлов А.С. О механизмах, приводящих к искажению спектра регистрируемого энергетического спектра электронов // Матер. I Российского семинара «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды», Москва, 1998, с.15-16

62. Savjolov A.S.,Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Kadetov V.A., Prokhorovich D.E., Lee Zh.H. Micropinch with lateral discharge initiation // J. Techn. Physics, Special Suppl. Vol.XL, № 1,

1999, p.283-286

63. Kozin G.I., Kuznetsov A.P., Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Savjolov A.S. Novel active doublecharmel laser interferometer // J. Techn. Physics, Special Suppl. Vol.XL, № 1,1999, p.407-410

64. Kurnaev V.A., Abraraov V.A., Kadetov V.A., Mozgrin D.V., Sarytchev D.V., Savjolov A.S , Vizgalov I.V., Kolesnikov V.N., Presnyakov L.P. Comparative studies of ionised and excited hydrogen atoms and molecules distributions for plasma-target interaction in a linear simulator machine HI. Nucl. Materials, v.266-269,1999, p.412-416

65. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Ватутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Двухканаль-ный интерферометр на основе внутрилазерной регистрации отраженного излучения II Измерительная техника, т.7,1999, с.36-39

66. Кадетов В.А., Савёлов А.С., Курнаев В.А., Ли Джэн Хун, Прохорович Д.Е. Экспериментальное исследование эрозии электродов сильноточного импульсного разряда типа «вакуумная искра» II Матер. XTV Междунар. конф. ВИП-14 (ISI-14), т.2, Звенигород, 1999, с.249-253

67. Кадетов В.А., Прохорович Д.Е., Сивко П.А., Савёлов А.С., Ватутин О.А., Вовченко Е.Д., Ли Джэн Хун Динамика излучающего микропинчевого разряда и процессы на его электродах // Тез. докл. V Междунар. Симпозиума по радиац. плазмодинамике, Москва,

2000, с.108-109

68. Савёлов А.С., Ватутин О.А., Прохорович Д.Е. Модификация поверхности электродов микропинчевого разряда И Матер. П Российского семинара «Соврем, средства диагностики плазмы и их примен. для контроля веществ и окруж. среды», Москва, 2000, с.39-41

69 Козин Г И., Кузнецов А П , Лебединский М О., Савёлов А.С., Савельев А.В., Соколов А П., Проценко Е.Д. Лазерный интерферометрический комплекс для диагностики плазмы «ЛИРА» И Матер. Ш Российского семинара «Современ. средства диагностики плазмы и их примен. для контроля веществ и окруж. среды», М., 2001г., с.34-36

70. Bashutin О. A., Vovchenko E.D., Prokhorovich D.E., Savjolov A.S. Development of surface structure of electrodes due to impact ofpulse discharges in a low-inductance vacuum spark installation II Contrib. papers of 21й Summer School and Int. Symp. on the Physics of Ionized Gases (SPIG), 2002, Sokobanja, Yugoslavia, p.502-505

71. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Kozin G.I., Kuznetsov A.P., Lebedinsky M.O., Savjolov A.S Laser apparatus for plasma diagnostics in a wide range of electron densities II Contrib. papers of 21st Summer School and Int. Symp. on the Physics of Ionized Gases (SPIG), 2002, Sokobanja, Yugoslavia, p.534-537

72. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Курнаев B.A., Проценко Е.Д., Савёлов А.С. Лазерный интерферометрический комплекс для диагностики периферийной плазмы токомака II Тез.докл. XXIX Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС, 2002 г., с. МС-1-28

73. Козин Г.И., Кузнецов А.П , Лебединский М.О., Савёлов А.С., Савельев А.В., Соколов А.П Двухволновой лазерный интерферометр - рефлектометр «ЛИРА» для диагностики плазмы на крупномасштабных установках IIПТЭ, № 2, 2003, с.53-59

74. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Савёлов С.А. N2-лазерный осветитель для многокадрового зондирования плотной короткоживущей плазмы // Тез. XXX Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС, Звенигород, 2003, с. 115

75. Аверин М.С., Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С., Савёлов С.А. Двухканаль-ный TEA N2 -лазер для визуализации импульсной плазмы в субнаносекундном диапазоне II Тез. докл. X Всерос. конф. по диагн. высокотемп. плазмы, г.Троицк, 2003, с.67-68

76. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Лебединский М.О., Савёлов А.С., Савельев А.В., Соколов А.П Диагностика плазмы двухвопновым лазерным интерферометром-рефлектомет-ром И Тез. докл. X Всеросс. конф. по диагн. высокотемп. плазмы, г.Троицк, 2003, с. 14-15

77. Вовченко Е.Д., Ли Сань Вэй, Прохорович Д.Е., Савёлов А.С. Динамика разряда низкоиндуктивной вакуумной искры с радиальносимметричным плазменным инициированием II Тез. докл. VI Междунар. симпозиума по радиац. плазмодинамике, Москва, 2003, с 139-141 78 Гурей А Е , Долгов А.Н., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С., Тихомиров А.А Корреляция параметров ионной эмиссии и рентгеновского излучения из плазмы микропинчевого разряда // Физика плазмы, №1,2004, с.41-46

79. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Лебединский М.О., Савёлов А.С., Соколов А.П. Лазерная диагностика импульсной плазмы интерферометром-рефлектометром «Лира» // Матер. 6а Междунар. научной конференции «Экология человека и природа», Москва-Плес, 2004, с.245-247

80 Bashutin О.А, Vovchenko E.D., Prokhorovich D Е., Li S.W., Savjolov A.S. Complex Investigation ofMicropinch Discharge of «Low-Inductance Vacuum Spark» Type И Proc.V Symposium on phys. & diagnost. of laboratory & astrophys. plasm.(DVP-V), Belarus', Minsk, 2004, p. 157-159

81. Bashutin О.A., Vovchenko E.D., Prokhorovich D.E., Li S.W., Savjolov A.S. Surface Structure Changes of Electrodes of Pulse Highcurrent Micropinch Discharge // Proc. 7th Inter. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, 2004, p.388-391

82. Аверин M.C., Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С., Савёлов С.А., Ли Сань Вэй Многоканальный ТЕЛ Ю-лазер для визуализации импульсной плазмы в наносекундном диапазоне IIПТЭ, №2,2004, с.82-86

83 Аверин М.С , Банков А.Ю., Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Дмитрусенко А.С., Ли Сань Вэй, Савёлов А.С. Измерение электронной температуры плазмы микропинчевого разряда по ослаблению потока рентгеновского излучения в фотоэмульсии // Тез. докл. XI Всеросс конф. по диагностике высокотемп. плазмы, г.Троицк, 2005, с.

84. Baykov A.Y, Averin M.S., Savjolov A.S X-ray emission from the discharge of a low-inductance vacuum spark type II Abstr. of Fifth Intern. Workshop and Summer School 'Towards Fusion Energy - Plasma Physics, Diagnostics, Spin-offs" Kudowa Zdr6j, Poland, 2005, OP - 23

85. Долгов A.H., Ляпидевский B.K., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С., Салахутдинов Г.Х. Исследование структуры и динамики излучающей плазмы в микропинчевом разряде // Физика плазмы, т.32, №2, 2005, с.192-202

Подписано в печать .08.2005 г. Формат 60 х 90/16. Объем 1.5 п.л. Тираж 120 экз. Заказ №

Оттиражировано на ризографе в «ИП Гурбанов Сергей Талыбович» Св. о регистрации № 304770000207759 от 09 июня 2004 года ИНН 770170462581

»14639

РНБ Русский фонд

2006-4 15720

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Экспериментальные установки "Зона-2" и "ПФМ-72" для ф создания и исследования импульсной плазмы

1.1. Установка «Зона-2»

1.2. Установка ПФМ

1.3. Микропинчевые источники

1.4. Выводы

ГЛАВА 2. Лазерная диагностика плазмы высокой концентрации

2.1. Лазерные источники зондирования

2.2. Конструкция электроразрядного модуля TEA N2 - лазера

2.3. Исследование режимов разряда в канале TEA азотного лазера

2.4. Характеристики излучения TEA N2 лазерного модуля

2.5. Апробация TEA N2 - лазера для исследования импульсной плазмы

2.6. Многоканальный осветитель на основе TEA азотного лазера

2.7. Выводы

ГЛАВА 3. Лазерная диагностика низкоплотной плазмы

3.1. Оптические свойства плазмы

3.2. Основные оптические схемы применяемых в диагностике плазмы интерферометров

3.3. Активная лазерная интерферометрия

3.4. Интерферометрия с преобразованием частоты

3.5. Интерферометрия на основе внутрилазерного приема отраженного излучения1 u

3.6. Выводы

ГЛАВА 4. Многоканальный энерго-масс анализатор заряженных частиц

4.1. Анализ диагностических приборов по типу используемых полей

4.2. Ионно-оптические параметры магнитного энерго-масс ^^ Ж анализатора

4.3. Расчет многоканального энерго-масс анализатора

4.4. Корпускулярный энерго-масс анализатор «ЭМА»

4.5. Выводы

ГЛАВА 5. Рентгеновская диагностика плазмы ф 5.1. Метод фильтров

5.2. Семиканальный спектрометр на основе сцинтилляторов

5.3. «Спектрограф» рентгеновского излучения на основе пакета фотопленок^

5.4. Выводы

ГЛАВА 6. Экспериментальные исследования импульсной плазмы

I 6.1. Исследование прохождения плазменных потоков через 23^ поперечное магнитное поле

6.2 Исследование микропинчевого разряда

6.3. Исследование импульсного капиллярного разряда

6.5. Выводы

Созданные в лабораторных условиях плазменные образования отличает необычайно широкий диапазон параметров. Так, концентрация электронов Ne о о 24 3 изменяется от 10 см" до 10 см" ; температура Гот долей электронвольта до десятков килоэлектронвольт; характерные размеры I от 10"3 см до 103 см; время существования t от нескольких наносекунд до стационарного; магнитные поля Н, создаваемые извне или генерируемые в плазме, от нуля до нескольких мегаэрстед. Все это закономерно привело к внедрению в плазменный эксперимент большого количества диагностических методик, базовые принципы построения которых нередко взяты из совершенно различных областей физики.

Представляемая работа посвящена разработке, созданию и применению комплекса диагностических методик для исследования импульсной высокотемпературной плазмы. Для понимания физических явлений, которые происходят при нагреве плазмы до высоких температур, возникает также необходимость в исследовании начальной и завершающей стадий всего процесса плазмообразования. Кроме того, даже на стадии существования высокотемпературной плотной плазмы часто важна роль менее горячей и плотной периферийной плазмы. Поэтому диагностический комплекс должен включать в себя аппаратуру для изучения также параметров и низкотемпературной плазмы в широком диапазоне значений концентраций различных ее компонентов.

При создании комплекса диагностических методик, с помощью которого можно получить значимую информацию о поведении импульсной плазмы, основное внимание было сосредоточено на следующих методах:

- лазерная диагностика плазмы;

- диагностика потоков эмитируемых плазмой заряженных частиц;

- исследование собственного электромагнитного излучения в рентгеновской и видимой областях спектра;

- изучение модификации структуры и состава поверхности электродов под воздействием тока разряда Z-пинча.

Одним из основных требований к создаваемым средствам диагностики, которое научный коллектив под руководством автора диссертации стремился (в какой-то мере и был вынужден) выполнять, это обеспечение требуемых параметров при относительно невысокой стоимости этих средств и возможность их производства в условиях университетской научной лаборатории.

Диссертационную работу можно охарактеризовать следующим образом:

Актуальность темы. Исследования процессов в импульсной горячей плазме, начавшиеся при разработке термоядерного оружия, и в настоящее время остаются крайне актуальными в связи с продолжающимися с 70х годов прошлого века работами по освоению мирного использования управляемого термоядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы. Кроме того, импульсные плазменные установки типа «плазменный фокус» (ПФ) или «низкоиндуктивная вакуумная искра» (НВИ) имеют интересные технологические возможности и уже находят применение, например, как точечные источники для рентгенолитографии, других корпускулярных и электромагнитных излучений. Понимание сути физических процессов, происходящих в такого рода плазменных объектах, также представляет большой интерес, так как они протекают при исключительно больших плотностях энергии и малых временах. Эти процессы до сих пор остаются недостаточно понятными из за большой сложности их исследования. Поэтому развитие взаимодополняющих средств диагностики импульсной плотной высокотемпературной плазмы является весьма актуальной и востребованной задачей.

Дополнительным свидетельством этому является тот факт, что значительная часть приводимых в диссертационной работе исследований и разработок поддерживалась грантами РФФИ, осуществлялась по договорам с предприятиями Минатома РФ и по заключенному на конкурсной основе с Минпромнауки РФ Госконтракту по диагностике процессов в термоядерных установках в рамках Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениями науки и техники на 2002-2006 годы».

Особенностью представленной работы является также то, что развитие средств диагностики импульсной горячей плазмы проводилось на разработанных под руководством автора оригинальных импульсных плазменных установках ПФМ -72 и «Зона-2». При этом было создано несколько импульсных плазменных источников различного типа (пушка Маршалла, плазменный фокус Мейзера, НВИ), что позволяло реализовать комплексность подхода к выбору различных диагностик и протестировать их на разного типа установках. Следует также отметить, что установка ПФМ-72 была внесена в 1997 году в реестр уникальных научных установок Российской Федерации (№ 06-34).

Целью работы является создание комплекса источников импульсной плотной горячей плазмы и взаимодополняющих методик ее исследования, позволяющих выявить основные физические особенности процессов, происходящих в установках для получения такой плазмы, а также охарактеризовать параметры эмитируемых ею потоков частиц и излучений.

Для достижения сформулированной цели в работе были решены следующие основные задачи:

1. Разработаны и созданы установки для получения импульсной горячей плазмы и отработки средств диагностики «Зона 2» и установка ПФМ-72 с максимальным энергозапасом конденсаторной батареи 120 кДж, на которых испытаны: плазменный фокус Мейзера (в том числе с применением лазерного образования рабочего вещества и инициирования разряда) и микропинчевой разряд типа НВИ (амплитуда тока разряда до 250 кА, период 5-8 мкс), а также импульсные источники плазмы атмосферного давления на основе эрозионного капиллярного разряда.

2. Разработаны различные лазерные средства диагностики плазмы, включая:

• импульсные TEA азотные лазеры в сочетании с интерферометрами различного типа (Маха -Цандера, Бейтса) для визуализации процессов в плазме с наносекундной экспозицией;

• лазерные интерферометры на основе гелий-неонового лазера, в том числе, 2х-модовые с внутрирезонаторным размещением плазмы и 3х-зеркальные с внутрилазерным приемом сигнала.

3. Предложены и реализованы различные приборы для корпускулярной диагностики плазмы, включая оригинальный многоканальный масс-спектрометр, который в сочетании с времяпролетной базой позволяет зарегистрировать одновременно массовый и энергетический состав эмитируемых импульсной плазмой ионов.

4. Разработана и использована в экспериментальных условиях аппаратура для регистрации генерируемого разрядом рентгеновского излучения, включающая различного типа детекторы на основе поглощающих фильтров, которые позволяют получить как пространственную, так и временную информацию о спектре.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Создана уникальная научная лабораторная база, внесенная в реестр уникальных установок и стендов Российской Федерации, на основе установки типа плазменный фокус с лазерным инициированием разряда и установки типа низкоиндуктивная вакуумная искра с системой поджига, позволяющей увеличить время эксплуатации электродной системы. Установки оснащены комплексом оригинальных взаимодополняющих методик исследования параметров плазмы и эмитируемых ею потоков частиц и излучений.

2. Предложен и реализован многоканальный энерго-масс-анализатор ионной компоненты импульсной плотной плазмы, защищенный авторским свидетельством.

3. Проведенные под руководством автора комплексные исследования поперечного разряда атмосферного давления позволили разработать и создать оптимизированный для диагностических целей осветитель на основе TEA №-лазера, в том числе многоканальный его вариант оригинальной конструкции.

4. Впервые предложено и реализовано в нескольких модификациях диагностических интерферометров применение эффекта «мягкой» конкуренции аксиальных мод резонатора лазера, работающего на переходе близком к однородноуширенному, что позволило создать лазерные интерферометры с регулируемой чувствительностью измерений и линейной аппаратной функцией.

5. Впервые предложен и реализован (совместно с Г.И.Козиным, А.П.Кузнецовым) диагностический трехзеркальный интерферометр с внутрилазерным приемом отраженного излучения, третьим зеркалом которого может служить любой обращенный к плазме конструкционный элемент плазменной установки.

6. Впервые с помощью разработанных средств диагностики проведено исследование особенностей динамики развития (начиная от момента его инициирования) микропинчевого разряда с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия, при различной геометрии электродной системы и разных значениях вкладываемой в разряд энергии.

7. Экспериментально с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации обнаружено вытекание потоков плазмы из области образования микропинча и установлено наличие двух последовательных сжатий при образовании микропинча, предсказанных ранее теоретически.

8. Обнаружена корреляция между трансформацией поверхности электродов с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

9. Впервые осуществлена визуализация плазменного канала в межэлектродном промежутке низкоиндуктивной вакуумной искры на протяжении всего времени существования разряда, что позволило выявить зависимость характера его протекания от начальных условий. Практическая значимость работы:

1. Разработанный комплекс импульсных установок для получения горячей плазмы нашел применение при испытаниях и калибровке разнообразных средств диагностики, исследовании физических процессов в Z пинче, а также использован в учебном процессе при проведении фронтальных лабораторных работ для студентов различных факультетов МИФИ.

2. Разработанный трехзеркальный интерферометр может быть использован в различных задачах диагностики термоядерной плазмы не только импульсных, но и стационарных установок с магнитным удержанием плазмы типа токамак, в которых в качестве отражающего зеркала может быть использована внутренняя часть установки (например, для контроля за изменением плотности плазмы в диверторе термоядерного реактора ИТЭР).

3. Разработанный лазерный осветитель на основе поперечного разряда в атмосфере азота использован для визуализации самого разнообразных импульсных физических процессов - от факельного эрозионного разряда до ударных волн в газе.

4. Энергомассанализатор заряженных частиц с времяпролетной базой использован на установке «Камертон» для исследования плазмы образованной лазером (А,=0,53 мкм при 1013-1014 Вт/см2) на поверхности мишени.

5. Представленные во Всероссийском Выставочном центре в мае 2004 года на выставке «Перспективные технологии XXI века» диагностические разработки (лазерный интерферометрический комплекс, TEA азотный лазер, многоканальный магнитный энергомассанализатор) были отмечены дипломом Министерства образования и науки Российской Федерации. Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

1. Комплекс установок (ПФМ-72 и «Зона -2») и различного типа источники импульсной высокотемпературной плазмы: а) источник типа плазменный фокус Мейзера (ПФМ) с основными параметрами: период разряда 5-8 мкс, запасаемая энергия до 120 кДж, ток до 450 кА, б) модификация ПФМ с лазерным инициированием разряда на длине волны 10,6 мкм с энергией в импульсе до 50 Дж, в) модификация ПФМ с образованием рабочего вещества лазерным кольцевым пучком на длине волны 1,06 мкм с энергией в импульсе до 20 Дж, г) источник импульсных плазменных потоков типа пушки Маршалла, д) микропинчевой разряд типа низкоиндуктивной вакуумной искры (НВИ) с ее поперечным инициированием от вспомогательных источников эрозионной плазмы, вынесенных из области прямого воздействия основного разряда.

2. Диагностический комплекс на основе гелий-неонового лазера, включающий двухмодовый лазерный интерферометр на основе «мягкой» конкуренции двух продольных мод с длиной волны X - 3,39мкм, трехзеркальный двухволновой интерферометр с квадратурной регистрацией с X = 3,39 мкм и X = 0,63 мкм, где в качестве третьего зеркала могут быть использованы элементы плазменной установки с низким коэффициентом отражения излучения.

3. Система стабилизации длины резонатора диагностических лазеров непрерывного действия для работы на плазменных установках в условиях наличия внешних вибраций и помех.

4. Результаты комплексного исследования структуры, электрических характеристик, времени формирования поперечного наносекундного разряда в канале TEA ^-лазера, а также данные о зависимости энергии его излучения от значения напряжения между электродами и их геометрических параметров.

5. Диагностический комплекс с использованием TEA N2 -лазера как осветителя, в том числе многоканального, для интерферометров Маха-Цандера и сдвигового Бейтса и для теневой фотографии.

6. Многоканальный магнитный энерго-масс анализатор с повышенной светосилой, обладающий 7Ш каналами регистрации и рассчитанный на 3 диапазона измерения энергии 1-10кэВ, 10-100кэВ, 100кэВ-1МэВ (в пересчете на протоны).

7. Комплекс диагностики для определения спектра рентгеновского излучения на основе фильтров поглощения (с восстановлением по методу эффективных энергий), включающий 7-ми канальный спектрометр на основе ФЭУ со сцинтилляторами для проведения измерений во времени и спектрограф с регистрацией интегрального во времени изображения плазменного объекта на сборке из расположенных друг за другом фотопленок, каждая из которых одновременно является детектором и фильтром поглощения.

8. Системы автоматизации и дистанционного управления разработанными лазерными и оптическими диагностическими средствами, включая управление чувствительностью двухмодового лазерного интерферометра с помощью электрооптического кристалла.

9. Результаты комплексного исследования и оптимизации параметров разработанных импульсных источников плазмы для получения необходимых излучательных и эмиссионных характеристик, включая оптимизацию систем инициирования микропинчевого разряда, параметров разрядной цепи и оптимального выбора материалов и конфигурации электродов.

10. Результаты исследования динамики развития при различных начальных условиях микропинчевого разряда типа НВИ с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия.

11. Экспериментально обнаруженное с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации вытекание плазмы из области образования плазменной точки и двух последовательных сжатий при образовании микропинча.

12. Обнаруженную корреляцию между трансформацией поверхности электродов по мере увеличения числа импульсов с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

Авторский вклад. Все выносимые на защиту результаты и положения диссертационной работы получены и разработаны лично автором или под его руководством при его непосредственном участии.

Апробация работы. Результаты проведенных по теме диссертации исследований докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях, симпозиумах и школах, на научных конференциях и сессиях МИФИ:

2т и 6Ш Всесоюзных Совещаниях по плазменным ускорителям (1973 г.Минск; 1986 г.- Днепропетровск); ♦ XI, XX, XXII и XXIII международных конференциях по явлениям в ионизованных газах (ICPIG) (1973 г.- Прага, Чехословакия; 1991 г.- Пиза, Италия; 1995 г.- Хобокен, США; 1997 г.Тулуза, Франция); ♦ I, II и III Всесоюзных школах - конференциях по физике плазмы (1977, 1979 и 1982 г.г.- Харьков); ♦ Всесоюзной школе молодых ученых по физике (1978 г.- Киев); ♦ II Всесоюзной конференции "Современные проблемы двигателей и энергетич. установок летательных аппаратов" (1981 г.- Москва); ♦ //Всесоюзной конференции по инженерным проблемам ТЯР (1981 г.- Ленинград); ♦ Всесоюзной конференции "Применение лазеров в науке и технике" (1981г.- Ленинград); ♦ II и IV Всесоюзных школах-семинарах «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах» (1985 и 1989 г.г.- Николаев); ♦ IV, ^Всесоюзных и IX, X и XI Всероссийских совещаниях по диагностике высокотемпературной плазме (1986 г.- Алушта; 1990 г.- Минск; 1997 г.- С.Петербург; 2003 г.- Троицк; 2005 г.- Зеленоград); ♦ / и II Всесоюзных семинарах «Физика быстропротекающих плазменных процессов» (1986 и 1989 г.г.- Гродно); ♦ 7~ Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы, (1987 г.- Ташкент); ♦ 7Ш Всесоюзной научно-технической конференции «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение»

1988 г.- Москва); ♦ Зональном научно-техническом семинаре «Применение лазеров в промышленности и научных исследованиях» (1988 г.- Челябинск);

IV, V Всесоюзных и VIII, IX Всероссийских конференциях по физике газового разряда (1988 г.- Махачкала; 1990 г.- Омск ; 1996, 1998 г.г.- Рязань);

Всесоюзном семинаре «Физические методы исследования прозрачных неоднородностей» (1989 г.- Москва); ♦ I, II Всесоюзных, III, IV Межгосударственных и V, VI Международных симпозиумах по радиационной плазмодинамике (1989 г.- п.Джан-Туган; 1991 г.- п. Кацивели; 1994, 1997, 2000, 2003 г.г.- Подмосковье); ♦ / Всесоюзной конференции "Оптические методы исследования потоков" (1991 г.- Новосибирск); ♦ II Всесоюзном совещании-семинаре "Инженерно-физические проблемы новой техники" (1992 г.- Москва); ♦ XXIII конференции Европейского физического общества по управляемому синтезу и физике плазмы (1996г.- Киев); ♦ II международной конференции по физике плазмы и плазменным технологиям (1997 г.- Минск, Беларусь); ♦ XXIV, XXV, XXVIII, XXIX и JQX Звенигородских конференциях по физике плазмы и УТС (1997, 1998, 2001, 2002 и 2003 г.г.- Звенигород); ♦ Международных симпозиумах «Плазма-97» и «Плазма-99» (1997 г.- Ополе, Польша; 1999 г.- Варшава, Польша); ♦ IV Международном симпозиуме по инженерным проблемам термоядерного синтеза (ISFNT-4, 1997 г.- Токио, Япония); ♦ Международном конгрессе по физике плазмы (1998 г.- Прага, Чехия); ♦ I, Д III л IV Российских семинарах "Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды" (1998, 2000, 2002 и 2003 г.г.- Москва); ♦ XIV Международной конференции по взаимодействию ионов с поверхностью (ISI-14, 1999 г.- Звенигород); ♦ XXI Международном симпозиуме по физике ионизованных газов (SPIG-21, 2002 г.- Сокобаня, Югославия); ♦ & Междунар. научной конференции «Экология человека и природа», Москва-Плес, 2004; ♦ 1т Всероссийском семинаре по Z-пинчам, РНЦ «Курчатовский институт» (2004 г.- Москва); ♦ 1Ш Международной конференции по модификации материалов пучками частиц и потоками плазмы (2004 г.- Томск); ♦ V Международном симпозиуме по физике и диагностике лабораторной и астрофизической плазмы (PDP-V' 2004, Минск, Беларусь); ); ♦ V Международной летней школе «Физика плазмы, диагностика», (июнь 2005 г. - Кудова, Польша) ♦ 7— - 8Ш научных сессиях МИФИ (1998 - 2005 г.г.); ♦ а также на научных семинарах в ФИАН, ИАЭ, ТРИНИТИ (г.Троицк), НИИЭФА (г.Ленинград), СибИЗМИР (г.Иркутск), МИФИ, Университете г.Тромсё (Норвегия), Институте ядерной физики и химии (г.Мяньян, КНР) и др.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 122 печатных работах, включая 19 статей в реферируемых журналах, 5 авторских свидетельств, 25 тезисов международных и 51 всесоюзных и всероссийских конференций, симпозиумов и семинаров, Ш препринтов, 12 статей в сборниках научных трудов. Список основных публикаций представлен в конце автореферата.

Структурно, диссертация состоит из шести глав, введения, заключения и списка цитированной литературы.

В каждой главе дано введение в проблему, касающееся ее содержания, и анализ публикаций как пионерских, так и выполненных за последние 10-15 лет, поскольку большинство имеющихся на сегодняшний день монографий, сборников и обзоров выпущено в советское время [ 1 + 12 ].

В первой главе диссертации приведены характеристики созданных под руководством автора экспериментальных установок для получения импульсной плазмы и хорошо известных и апробированных ранее средств диагностики плазмы, которые были использованы для проверки, прямой или косвенной, работоспособности разрабатываемой оригинальной диагностической аппаратуры.

Вторая глава диссертации посвящена лазерной диагностике

18 3\ импульсной плазмы с высокой электронной плотностью (iVe> 10 см" ). Концентрация плазмы в плазменной точке микропинчевого разряда или образующейся при воздействии лазерного излучения на поверхность конденсированного вещества может достигать плотности твердого тела при температуре > 1 кэВ. Приведены результаты исследований по созданию многоканального TEA ^-лазерного осветителя для зондирования такой плазмы.

В главе 3 приведен анализ созданных к настоящему времени методик повышения чувствительности измерений в лазерной интерферометрии и приведены результаты, полученные при создании под руководством автора оригинальных лазерных интерферометров на основе He-Ne лазеров, которые обеспечивают проведение измерений с высокой чувствительностью

14- 2

ЛУ<10 см" ) при исследовании периферийной плазмы (по отношению к высокотемпературной плотной части плазменного образования).

В четвертой главе приведены принцип действия, расчеты и анализ магнитной конфигурации, конструкция, результаты калибровки и экспериментального применения магнитного энерго-масс анализатора ионов, который в сочетании с времяпролетной трубой предназначен для анализа заряженных частиц генерируемых импульсной плазмой.

Пятая глава диссертации посвящена рентгеновской диагностике высокотемпературной плотной импульсной плазмы. Для исследования рентгеновского излучения в работе используется "метод поглощающих фильтров", а для восстановления спектра «метод эффективных энергий». Разработана аппаратура для проведения как временных, так и пространственных измерений.

В шестой главе приведены результаты экспериментальных исследований импульсной плазмы на созданных под руководством автора экспериментальных установках Зона-2 и ПФМ-72. С помощью хорошо известных и апробированных ранее средств диагностики плазмы была проведена проверка, прямая или косвенная, работоспособности разработанной оригинальной диагностической аппаратуры. Описаны новые результаты в исследовании микропинчевой плазмы. Приведены результаты исследований изменения формы электродов и структуры их поверхности по мере увеличения числа импульсов, как средства получения информации о поведении плазмы микропинчевого разряда типа НВИ.

Среди наиболее значимых результатов диссертации можно выделить следующие:

1. Создан комплекс установок (ПФМ-72 и «Зона -2») и различного типа источников импульсной высокотемпературной плазмы, среди которых: а) источник типа плазменный фокус Мейзера (ПФМ) с основными параметрами: период разряда 5-8 мкс, запасаемая энергия до 120 кДж, ток до 450 кА, б) модификация ПФМ с лазерным инициированием разряда на длине волны 10,6 мкм с энергией в импульсе до 50 Дж, в) модификация ПФМ с образованием рабочего вещества лазерным кольцевым пучком на длине волны 1,06 мкм с энергией в импульсе до 20 Дж, г) источник импульсных плазменных потоков типа пушка Маршалла, д) микропинчевой разряд типа низкоиндуктивная вакуумная искра (НВИ) с его поперечным инициированием от вспомогательных источников эрозионной плазмы, вынесенных из области прямого воздействия основного разряда. .

2. Разработан и создан диагностический комплекс на основе гелий-неонового лазера, включающий двухмодовый лазерный интерферометр на основе «мягкой» конкуренции двух продольных мод с длиной волны X = 3,39мкм, трехзеркальный двухволновой интерферометр с квадратурной регистрацией с X = 3,39 мкм и X = 0,63 мкм, где в качестве третьего зеркала могут быть использованы элементы плазменной установки с низким коэффициентом отражения излучения.

3. Разработана и оптимизирована система стабилизации длины резонатора диагностических лазеров непрерывного действия для работы на плазменных установках в условиях наличия внешних вибраций и помех.

4. Проведено комплексное исследование структуры, электрических характеристик, времени формирования поперечного наносекундного разряда в канале TEA №-лазера, а также получены экспериментальные данные о зависимости энергии его излучения от значения напряжения между электродами и их геометрических параметров.

5. Разработан, создан и оптимизирован диагностический комплекс с использованием TEA N2 -лазера как осветителя, в том числе многоканального, для интерферометров Маха-Цендера и Бейтса с поперечным сдвигом и для теневой фотографии.

6. Предложен и создан многоканальный магнитный энерго-масс анализатор с повышенной светосилой с параметрами: 7 каналов регистрации, 3 диапазона измерения энергии 1-10кэВ, 10-100кэВ, 100кэВ-1МэВ (в пересчете на протоны).

7. Разработан и создан комплекс диагностик для определения спектра рентгеновского излучения на основе фильтров поглощения (с восстановлением по методу эффективных энергий), включающий 7-ми канальный спектрометр на основе ФЭУ со сцинтилляторами для проведения измерений во времени и спектрограф с регистрацией изображения плазменного объекта на сборке из расположенных друг за другом фотопленок, каждая из которых одновременно является детектором и фильтром поглощения.

8. Разработаны и созданы системы автоматизации и дистанционного управления лазерными и оптическими диагностическими средствами, включая управление чувствительностью двухмодового лазерного интерферометра с помощью электрооптического кристалла.

9. Проведены комплексные исследования и оптимизация параметров разработанных импульсных источников плазмы для получения необходимых излучательных и эмиссионных характеристик, включая оптимизацию систем инициирования микропинчевого разряда, параметров разрядной цепи и оптимального выбора материалов и конфигурации электродов.

10. Проведены исследования динамики развития микропинчевого разряда типа НВИ с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия, при различных начальных условиях.

11. С помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации экспериментально обнаружено вытекание плазмы из области образования плазменной точки и два, предсказанных ранее теоретически, последовательных сжатия при образовании микропинча.

12. Обнаружена корреляция между трансформацией поверхности электродов при их эксплуатации с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

В период работы над докторской диссертацией аспирантами и научными сотрудниками кафедры «Физика плазмы» МИФИ (двое из которых граждане Китая) под научным руководством автора успешно защищены 5 кандидатских диссертаций с присуждением ученой степени к.ф.-м.н [14-^18].

5.4. Выводы

Разработан комплекс диагностики для определения рентгеновского спектра излучения, включающий 7-ми канальный спектрометр на основе ФЭУ со сцинтилляторами, 3-х канальную камеру-обскуру с детектированием на сборке из фотопленок, расположенных друг за другом, в которой каждая из них выполняет роль детектора и фильтра.

ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ПЛАЗМЫ

В настоящей главе кратко изложены некоторые результаты исследований импульсной плазмы, проведенные на созданных под руководством автора установках (гл.1) с помощью разработанных и описанных в главах. 2-5 средствах диагностики. Изложенный в этой главе материал фактически демонстрирует на примерах впервые обнаруженных закономерностей и особенностей физических процессов научную значимость созданного комплекса для исследования импульсной высокотемпературной плазмы.

6.1. Исследование прохождения плазменных потоков через поперечное магнитное поле

Исследование взаимодействия плазменных потоков с поперечным магнитным полем представляет интерес не только в связи с упомянутой ранее проблемой лабораторного моделирования околоземных процессов, но, также, и для решения задачи внешней инжекции энергичных частиц в установки с магнитным удержанием плазмы. Несмотря на значительное число работ теоретических и экспериментальных, в которых изучались различные аспекты такого взаимодействия [228], заполнение установок с магнитным удержанием направленными плазменными потоками было заменено на практике инжекцией нейтральных частиц [229]. Основным недостатком последнего способа, на наш взгляд, является многоступенчатость изменения зарядового состояния инжектируемых частиц от источника ионов до вхождения в магнитное поле.

Один из путей решения проблемы предложен автором совместно с вед. научным сотрудником кафедры "Физика плазмы" Смирновым В.М. и был защищенный авторским свидетельством. Сутью его является идея формирования плазменного потока, инжектируемого поперек магнитного поля, таким образом, что размер сгустка Ъ поперек силовых линий должен быть существенно меньше, чем размер сгустка а вдоль силовых линий (рис.6.1). Концентрация плазмы для проникновения через поперечное магнитное поле без существенного его возмущения должна лежать в интервале п2 < пе < щ , где п2 = Н2/4лтс2, щ = Н2/АяМи1 . Тогда электрическое поле поляризации E=[v,H]/c будет направлено перпендикулярно магнитному полю практически по всему сечению инжектируемого потока в отличие, например от потоков плазмы круглого сечения.

Проверка предложенного способа была проведена на установке "Зона-2".Для исследования взаимодействия направленных потоков плазмы была сконструирована вакуумная камера прямоугольного сечения со сторонами 0,8 х 0,8 х 0,3 м (меньший размер вдоль оси установки). В передней, по отношению к направлению распространения плазмы, части камеры располагались два барабана с лентой, образующие подвижную диафрагму, позволяющую менять поперечное сечение пучка таким образом, что можно было без нарушения вакуума проводить эксперименты с потоками плазмы с неизменным размером а = 0,5 м и изменяющимся размером Ъ.

Магнитный барьер представлял из себя однослойный магнитный селеноид с размерами 0,6 х 0,28 х 0,04 м (ширина х высота х глубина), намотанный проводом в полиэтиленовой изоляции с шагом 1см. Его геометрическая прозрачность составляла 90%. Барьер перемещался в пределах 12 см и с помощью лазерного интерферометра можно было проводить исследование поведения плазмы до, внутри и за барьером.

Для исследования распределения частиц по энергии направленного движения и определения электронной температуры были использованы специально разработанные многосеточный и двойной зонды. Для определения величины давления налетающего потока плазмы был применен также специально разработанный датчик давления на основе тензомоста. В данном случае речь идет о внедрении в диагностику плазмы нового типа интегрального тензопреобразователя, полученного методом локального контролируемого травления полупроводниковых материалов. Чувствительный элемент представляет из себя тонкую (10 мкм) кремниевую мембрану (1 х 1 мм) с изготовленными на ней диффузионными тензорезисторами и обрамленную более массивным основанием из монокристалла кремния. Чувствительность собственно преобразователя оказалась линейной в диапазоне - 0,4 атм < р < 0,4 атм и равной (1,25± 0,07) мВ/кПа (с усилителем (100± 5) мВ/кПа). Резонансная частота мембраны 220 кГц. Нижняя граница измеряемого давления определяется шумами усилителя и равна в данном случае 0,1 кПа (10"3 атм).

В результате проведенных зондовых измерений были получены следующие параметры для основной группы частиц (в режиме Umm=l7 кВ, £/кл= 1,2 кВ): Т[ = (13±0,5) эВ, Ге = (1,0± 0,2) эВ. Скорость первой части сгустка 7-106 см/сек, второй 4,5-106 см/сек.

Была создана модификация интерферометра "КРИОП-3", позволявшая проводить измерения по сечению плазменного сгустка. Его станина представляет собой замкнутую четырехугольную конструкцию размерами 150 х 110 см, собранную из стальных профилированных уголков. Профилированный уголок позволил при существенном увеличении размеров станины снизить ее вес до 36 кг. Замкнутость станины, несомненно, увеличила жесткость конструкции в целом. По периметру станины между стянутыми болтами уголками положена прокладка из поролона, для гашения собственных колебаний станины.

Для вертикального перемещения станины была сконструирована и изготовлена система подвески. "КРИОП-3" показал себя удобным в работе. После перемещения в новое положение по высоте диагностического окна не требовалось дополнительной юстировки - проводилась только калибровка. Улучшились рабочие характеристики прибора: уменьшилась восприимчивость к вибрациям, а изменение длины резонатора за счет теплового дрейфа уменьшилось в 5 раз по сравнению с "КРИОП-2" и составляло величину 1,7-10" мкм/сек.

На рис.6.2 приведена зависимость проницаемости барьера от величины р. Основной результат можно сформулировать следующим образом: прохождение плазмы через поперечное магнитное поле при (3 < 1 осуществляется легче для плоских потоков. Это находит косвенное подтверждение и в работе [230].

6.2 Исследование микропинчевого разряда

На источнике типа НВИ была экспериментально протестирована описанная в предыдущей главе рентгеновская аппаратура. А именно семиканальный спектрометр на основе фильтров поглощения, пластических сцинтилляторов и быстрых ФЭУ-87, трековые детекторы на основе ядерных эмульсий, термолюминесцентные детекторы. Результаты сравнивались с полученными при помощи светосильных рентгеновских спектрографов.

На рис. 6.3 приведены рентгеновские спектры полученные на установке ПФМ-72 с помощью семиканального рентгеновского спектрометра на основе сцинтилляционных кристаллов. В спектре излучения микропинча выделены три участка, в пределах каждого из которых спектр излучения носит квазитепловой характер с соответствующей эффективной температурой. Данный спектр хорошо согласуется с результатами измерений, полученных с использованием набора фотоэмульсий (рис.5.12 г).

На установке «Зона-2» были проведены исследования влияния начальных условий на динамику протекания микропинчевого разряда. Разряд при этом инициировался несимметричным образом. На рис рис.6.4 представлены обскурограммы разрядного промежутка.

Рис.6.2 Проницаемость магнитного барьера (плоский сгусток -верняя кривая) о

Энергия отсечки, кэВ

Рис.6.3. Характерные кривые ослабления рентгеновского излучения плазмы железа на установке ПФМ-72. Светлые точки - ток разряда 150 кА, режим с микропинчеванием, черные точки - 45 кА, режим без микропинчевания. 1-Те«0,8 кэВ, 2-Те«2,5 кэВ, 3-Те«10 кэВ, 4-Те~30 кэВ, 5-Те«70 кэВ.

Рис.6.4 Обскурограммы микропинчевого разряда при его инициировании с помощью триггера, расположенного: а) снизу, б) сверху, в) сверху и снизу.

Обскурограммы, представленные на рис.6.4а и 6.46, получены при инициировании разряда диаметрально противоположно расположенными триггерами, а рис.6.5в при одновременном срабатывании обоих триггеров. Видно, что в последнем случае, в отличие от предыдущих, свечение симметрично относительно анода.

Поведение рентгеновского излучения плазмы на установке Зона-2 во времени и его энергетический состав регистрировались с помощью пластмассового сцинтиллятора NE-111 и фотоэлектронного умножителя ФЭУ-58 (рис.6.5). Для временной привязки регистрируемого рентгеновского излучения к динамике разряда и плазмы в межэлектродном пространстве синхронно регистрировались сигналы тока разряда с пояса Роговского. Контроль за режимом разряда осуществлялся с помощью рентгеновской камеры - обскуры (диапазон регистрации hv > 3 кэВ, пространственное разрешение менее 200 мкм).

На приведенных осциллограммах первый канал отображает сигнал рентгеновского излучения с ФЭУ, второй канал - тока разряда. а), фильтр А1, 10 мкм Е>3 кэВ б), фильтр А1, 10 мкм Е>3 кэВ

W^F ж,ь%1Шг 'ШШ* М Ш»

W7-ШрЯГ в), фильтр А1, 60 мкм Е>6кэВ г), фильтр А1, 210 мкм Е>10 кэВ

Рис.6.5 Осциллограммы рентгеновского излучения разряда за А1 фильтрами разной толщины при зарядном напряжении 10 кВ.

Первый импульс на осциллограммах соответствует моменту включения триггеров. Импульсы на осциллограммах в интервале 0-3 мкс - можно интерпретировать как воздействие электронного пучка из триггерной плазмы на анод. Последний импульс, который наблюдается даже после прохождения через фильтр с энергией отсечки порядка 10 кэВ, соответствует излучению из плазменной точки, а предыдущий по времени импульс исчезает.

Проведено зондирование разрядного промежутка с помощью TEA N2 -лазера от момента пробоя межэлектродного промежутка и до стадии развала плазменного образования в межэлектродном промежутке. Для визуализации процессов в межэлектродном промежутке микропинчевого разряда применены интерферометры Маха-Цендера, Бейтса и теневое фотографирование. С помощью преобразования Абеля обработаны интерферограммы, полученные на интерферометре Маха-Цендера, и восстановлены локальные значения электронной плотности Ne для различных моментов времени. На рис.6.6 приведена интерферограмма, полученная на установке ПФМ-72 с помощью интерферометра Маха-Цендера. соответствующая началу генерации плотной плазменной струи вблизи поверхности катода.

-I-1-г

I.40E+019

1,20Е+01! " 1.00Е+0Н " б, 8.00Е-КШ-£ g 6,OOE+Olf-£ t

4.00Е+01!е

2,OOE+Ol! " 0,ООЕ+О(х " -2,00E+01i —

Профиль: 0, ль: 0,2 мм от катода

-J.I.L

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Радиус (мм)

Рис.6.6 Радиальное распределение, полученное из интерферограммы (слева) с помощбю преобразования Абеля для момента времени 0,8 мкс от начала разряда.

Для изучения динамики поведения микропинчевого разряда в видимой области спектра применена оригинальная оптическая схема с регистрацией во времени и пространстве с помощью фотоэлектронного регистратора ФЭР.

Обнаружено предсказанные теорией двойное сжатие микропинча и вытекание плазмы из плазменной точки (см. рис.6.7).

Катод

Анод

0,55

Катод У iI:IL t „ t t

II

III

0,7

1,3

1,9

2,5

3,1

3,7 мкс

Щель фоторегистратора ориентирована вдоль оси разряда

Рис. 6.7 Денситограммы щелевого изображения, параллельного оси разряда, собственного свечения канала плазмы НВИ при Imax = 150 кА.

Рис. 6.7. Тенеграмма развития разряда на установке ПФМ-72.

О мкс

3). 2,1 мкс

И). 2,2 мкс

2,4 мкс

М). 2,5 мкс

А). Поле излучения лазера

Б). Уровень засветки собственным излучением плазмы

В). 1,3 мкс

Г). 1,5 мкс

Д). 1,7 мкс

Е). 1,9 мкс

Н). 2,8 мкс

2,9 мкс

Р). 3,0 мкс

С). 3,5 мкс

Т). 3,6 мкс

Ф). 3,9 мкс

Теневое фотографирование с помощью N2 - лазера позволила получить информацию о динамике развития разряда (рис. 6.7). На установке «Зона-2» теневым фотографированием выявлена зависимость динамики развития разряда на начальной стадии от конфигурации триггерной системы поджига, что согласуется с результатами проводившихся одновременно исследований рентгеновского излучения плазмы микропинча (см. рис 6.4).

Рис.6.8 Тенеграммы разряда на начальной стадии его развития, при расположении триггеров: а - сверху и снизу; б - снизу; в - сверху.

В экспериментах, проведенных на установке ПФМ-72, после 40-50 # разрядов на поверхности катода была обнаружена кольцеобразная периодическая структура с шагом ~250 мкм и коаксиальной симметрией относительно оси разряда (рис.6.9.). Ее размеры (внешний ol 1 мм) совпадали с областью свечения рентгеновского излучения вблизи поверхности катода. Вышеназванная структура располагалась, в свою очередь, на валике, высота которого со временем увеличивалась. В самом катоде, первоначально имевшем осевое отверстие диаметром 3 мм, после 200-250 разрядов происходило его заплавление с тыльной стороны и образование внутренней полости 08 мм (рис.6.10). Несмотря на различие в характере протекания разряда, положения плазменной точки в межэлектродном промежутке, в ® величине подводимой к триггерам энергии и местоположения триггеров на установках ПФМ-72 и Зона-2, модификация поверхности катода на них происходит сходным образом.

Рис.6.9 Поверхность катода о20 мм с осевым отверстием оЗ мм после 50 разрядов

Рис.6.10 Области анализа на поверхности электродов

Для определения характера перемещения материала электродов в процессе эксплуатации, были проведены две серии экспериментов. В первой из них в катод, выполненный из мягкой стали, была впрессована цилиндрическая вставка о 10 мм из Мо с осевым отверстием о 3 мм, а анод из стали. Во второй серии экспериментов - анод диаметром 3 мм был изготовлен из молибдена с центральной медной вставкой диаметром 2 мм, а катод диаметром 20 мм - целиком из мягкого сорта стали (железа). Исследования компонентного состава поверхностей обоих электродов после 500 импульсов тока в каждой из серий были проведены методом обратного рассеяния ионов гелия с энергией 1-^2 МэВ на ускорителе в НИИЯФ МГУ В.В.Кулискаусом.

Полученные данные позволяют построить качественную картину явлений, происходящих на поверхности электродов. После срабатывания триггерного поджига электроны форплазмы интенсивно бомбардируют анод, а положительные ионы - катод, что приводит к повышению температуры поверхностных слоев. Поскольку начальный вакуум в рабочем объеме не хуже 10~4 Торр, то возможно, энергетически выгодным на этой стадии развития разряда является процесс сублимации, приводящий к появлению в межэлектродном промежутке вблизи поверхности электродов частично ионизованных паров металла, которые хорошо заметны при теневом фотографировании области разряда. Движение этих облаков пара навстречу друг другу, в конечном счете, приводит к закорачиванию межэлектродного промежутка и развитию перетяжечной неустойчивости, формирующейся в дальнейшем в микропинч. Одним из необходимых условий образования микропинча, согласно модельным расчетам, является вытекание плазмы из области перетяжки в осевом направлении, что реально и наблюдалось в эксперименте. Как показали проведенные исследования, этот поток является расходящимся, тогда из общих соображений понятным становится факт заплавления осевого отверстия и образования сферической полости в теле катода. Диссипация энергии импульсного потока плазмы в сферической полости приводит к интенсивному испарению тонкого поверхностного слоя (толщиной порядка единиц микрон) катода за счет несущественной роли механизма теплопроводности в его объеме и увеличению давления паров металла, а это в свою очередь является причиной оплавления поверхностного слоя. Под действием градиента давления жидкий металл вытесняется из сферической полости в область разрядного промежутка, где, некоторая его часть, остывая с достаточно большой скоростью на сравнительно холодной поверхности, приводит к образованию валика.

В экспериментах на Зоне-2 показано, что формирование плазменной точки происходит только после того, как на поверхности катода сформируется периодическая структура (30-50 разрядов) и исследовано воздействие на эту структуру отклонения от симметричности инициирования разряда.

6.3 Исследование импульсного капиллярного разряда

Схема стенда с капиллярным разрядом и его временные характеристики тока и напряжения в нем приведены на рис.6.12

Рис.6.13

Пространственно-временная эволюция капиллярного разряда в сечении на расстоянии 3 см от поверхности. По осям отложены: радиус от оси системы -влево, время - вправо, оптическая плотность -вверх. ф Кроме описанных подробно в главах 2-5 оригинальных приборов для ф исследования плазмы было применено диагностическое оборудование, разработанное и изготовленное на основе известных принципов. К числу П

На запуск АЦП диэлектрик катод

2 3 4 5 время, мс

Рис.6.12 Электрическая схема источника плазмы и напряжение на разрядном промежутке U и ток разряда / при Uj=300 В.

Данный тип разряда оказался простым и очень удобным источником плазмы для отработки диагностического оборудования для исследования импульсных процессов. На рис.6.13 приведены результаты восстановления пространственно-временного распределения оптической плотности плазмы, полученные с помощью преобразования Абеля. капилляр таких приборов относятся малогабаритные электронные анализаторы на основе постоянных магнитов с разворотом на 180°, малогабаритный универсальный монохроматор МУМ со специально разработанным дистанционным управлением разверткой спектра и его выводом на компьютер, термолюминесцентные и трековые детекторы для регистрации рентгеновского излучения. Кроме того, в данном диагностическом комплексе используется серийное оборудование, в том числе светосильные кристаллические спектрографы ФПСР -1Д/ФПСР-2Д. 6.4. Выводы

1. С помощью разработанных интерферометров на основе He-Ne лазера экспериментально найдены условия улучшения проникновения плазменного потока перпендикулярно магнитному полю и определена пространственно-временная эволюция оптической плотности импульсного капиллярного разряда.

2. Проведены исследования динамики развития микропинчевого разряда типа НВИ с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия, при различных начальных условиях.

3. Экспериментально с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации обнаружено вытекание плазмы из области образования плазменной точки и наличие двух последовательных сжатий при образовании микропинча.

4. Обнаружена корреляция между трансформацией поверхности электродов при их эксплуатации с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наиболее существенные результаты диссертации могут быть сформулированы следующим образом.

1 Создан комплекс установок (ПФМ-72 и «Зона -2») и различного типа источников импульсной высокотемпературной плазмы, среди которых: а) источник типа плазменный фокус Мейзера (ПФМ) с основными параметрами: период разряда 5-8 мкс, запасаемая энергия до 120 кДж, ток до 450 кА, б) модификация ПФМ с лазерным инициированием разряда на длине волны 10,6 мкм с энергией в импульсе до 50 Дж, в) модификация ПФМ с образованием рабочего вещества лазерным кольцевым пучком на длине волны 1,06 мкм с энергией в импульсе до 20 Дж, г) источник импульсных плазменных потоков типа пушка Маршалла, д) микропинчевой разряд типа низкоиндуктивная вакуумная искра (НВИ) с его поперечным инициированием от вспомогательных источников эрозионной плазмы, вынесенных из области прямого воздействия основного разряда.

2. Разработан и создан диагностический комплекс на основе гелий-неонового лазера, включающий двухмодовый лазерный интерферометр на основе «мягкой» конкуренции двух продольных мод с длиной волны X = 3,39 мкм, трехзеркальный двухволновой интерферометр с квадратурной регистрацией с Xi = 3,39 мкм и Х2 - 0,63 мкм, где в качестве третьего зеркала могут быть использованы элементы плазменной установки с низким коэффициентом отражения излучения.

3. Разработана и оптимизирована система стабилизации длины резонатора диагностических лазеров непрерывного действия для работы на плазменных установках в условиях наличия внешних вибраций и помех.

4. Проведено комплексное исследование структуры, электрических характеристик, времени формирования поперечного наносекундного разряда в канале TEA ^-лазера, а также получены экспериментальные данные о зависимости энергии его излучения от значения напряжения между электродами и их геометрических параметров.

5. Разработан, создан и оптимизирован диагностический комплекс с использованием TEA N2 -лазера как осветителя, в том числе многоканального, для интерферометров Маха-Цендера и Бейтса с поперечным и продольным сдвигом и для теневой фотографии.

6. Предложен и создан многоканальный магнитный энерго-масс анализатор с повышенной светосилой с параметрами: 7 каналов регистрации, 3 диапазона измерения энергии (1-10кэВ, 10-100кэВ, 100кэВ-1МэВ в пересчете на протоны).

7. Разработан и создан комплекс диагностик для определения спектра рентгеновского излучения на основе фильтров поглощения (с восстановлением по методу эффективных энергий), включающий 7ми канальный спектрометр на основе ФЭУ со сцинтилляторами для проведения измерений во времени и спектрометр с регистрацией изображения плазменного объекта на сборке из расположенных друг за другом фотопленок, каждая из которых одновременно является детектором и фильтром поглощения.

8. Разработаны и созданы системы автоматизации и дистанционного управления лазерными и оптическими диагностическими средствами, включая управление чувствительностью двухмодового лазерного интерферометра с помощью электрооптического кристалла.

9. Проведены комплексные исследования и оптимизация параметров разработанных импульсных источников плазмы для получения необходимых излучательных и эмиссионных характеристик, включая оптимизацию систем инициирования микропинчевого разряда, параметров разрядной цепи и оптимального выбора материалов и конфигурации электродов.

10. Проведены исследования динамики развития микропинчевого разряда типа НВИ с радиальной инжекцией эрозионной плазмы от вспомогательных источников, вынесенных из области его прямого воздействия, при различных начальных условиях.

11. Экспериментально с помощью высокоскоростной фотоэлектронной регистрации обнаружено вытекание плазмы из области образования плазменной точки и наличие двух последовательных сжатий при образовании микропинча.

12. Обнаружена корреляция между трансформацией поверхности электродов при их эксплуатации с процессами в объеме разрядного промежутка микропинчевого разряда.

Автор выражает свою глубокую признательность зав.кафедрой «Физика плазмы» проф. Курнаеву В.А. за постоянное внимание к направлению работ, которое представлено в этом многостраничном труде, и те усилия, которые он прилагал в последние годы, чтобы полученные результаты были оформлены в виде диссертации.

Автор благодарит всех сотрудников научной группы, и прежде всего Ватутина О.А. и Вовченко Е.Д., в сотрудничестве с которыми на разных этапах работы получены представленные результаты.

Автор выражает искреннее удовлетворение от совместной деятельности с сотрудниками кафедры «Лазерная физика» Козиным Г.И. и Кузнецовым А.П.

1. Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций // М.: изд-во АН СССР, 1958, т.т. 1- 4.

2. Диагностика плазмы, под. ред. Р.Хаддлстоуна и С.Леонарда // М.: Мир, 1967, 515 с. (перевод с англ. 1965 г.)

3. Методы исследования плазмы, под.ред. В.Лохте-Хольтгревена//М.: Мир, , с. (перевод с англ. 1968 г.)

4. Подгорный И.М. Лекции по диагностике плазмы // М.: Атомиздат, 1968,219 с.

5. Диагностика термоядерной плазмы, под. ред. Лукьянова С.Ю. // М.: Энергоатомиздат, 1985, 165 с.

6. Диагностика плотной плазмы, под. ред. Басова Н.Г. // М.: Наука, 1989, 368 с.

7. Животов В.К., РусановВ.Д., Фридман А.А. Диагностика неравновесной плазмы // М.: Энергоатомиздат, 1985, 216 с.

8. Кузнецов Э.И., Щеглов Д.А. Методы диагностики высокотемпературной плазмы // М.: Атомиздат, 1980, 200 с.

9. Энциклопедия низкотемпературной плазмы, под ред. Фортова В.Е. // М.: Наука, 2000, т.И, с.382 634

10. Сборники «Диагностика плазмы» вып.1 7, по матер. Всесоюзных совещаний по диагностике высокотемпературной плазмы, 1963 - 1990г.

11. Душин Л.А., Павличенко О.С. Исследование плазмы с помощью лазеров // М.: Атомиздат, 1968, 143 с.

12. Пятницкий Л.Н. Лазерная диагностика плазмы//М.: Атомиздат, 1976, 424 с.

13. Зайдель А.Н., Островская Г.В. Лазерные методы исследования плазмы // Л.: Наука, 1977, 221 с.

14. Кирко Д.Л. Спектроскопическое исследование люминесценции жидкого азота под воздействием излучения эрозионного капиллярного разряда // Дисс. на соиск. уч. степени к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 1998, 148 с. (научный руководитель Савёлов А.С.)

15. Ли Джэнхун Динамика развития микропинчевого разряда типа низкоиндуктивная вакуумная искра с поперечным плазменным инициированием // Дисс. на соиск. уч. степени к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 1999, 107 с. (научный руководитель Савёлов А.С.)

16. Прохорович Д.Л. Процессы в разряде низкоиндуктивной вакуумной искры в до- и сверхкритическом токовых режимах // Дисс. на со иск. уч. степени к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 2003, 123 с. (научный руководитель Савёлов А.С.)

17. Ли Саиьвэй Диагностика процессов в микропинче с помощью рентгеновских методов исследования высокотемпературной плазмы // Дисс. на соиск. уч. степени к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 2005, 166 с. (научный руководитель Савёлов А.С.)

18. Арцимович Л.А. Управляемые термоядерные реакции, // М.: Физматгиз, 1961, 467 с.

19. Курчатов И.В. О возможности создания термоядерных реакций в газовом разряде // Атомная энергия, 1956, №3, с.65.

20. BishopS. Project Sherwood //Massachusets, Addison-Wesley, 1958.

21. Проблемы лазерного термоядерного синтеза (пер. под ред. Филюкова А.А.) // М.: Атомиздат, 1976, 295с.

22. Хеглер М., Кристиансен М. Введение в управляемый термоядерный синтез // М.: Мир, 1980, 230с.

23. Подгорный И.М., Сагдеев Р.З. Физика межпланетной плазмы и лабораторные эксперименты // УФН, 1969, т.98, №3, с.409-440.

24. Попов Г.В., О качественном моделировании геофизических явлений в лаборатории // В сб. "Физика плазмы", М.: Атомиздат, 1971, с.61-69.

25. Block L.P. Scaling considerations for magnetospheric model experiments // Planet.Space Science, 1967, v.15, p.1479-1487.

26. Сб. «Исследование плазменных сгустков» // Киев, Наукова думка, 1965, 214 с.

27. Сб. «Физика плазмы и проблемы УТС» // Киев, Наукова думка, 1973, вып.4, 243 с.

28. Сб. под ред. Козлова Н.П. и Морозова А.И. «Плазменные ускорители и ионные инжекторы» // М.: Наука, 1984, 272 с.

29. Савёлов А.С. Пособие по технике безопасности при производстве работ на электроустановках плазменных и ядерно-физических лабораторий // М.: МИФИ, 1983, 56 с.

30. Морозов А.И., Шубин А.П. Плазменные ускорители // в кн. «Итоги науки и техники. Физика плазмы», М.: ВИНИТИ, 1984, т.5, с.227-237.

31. Калмыков А.А. Импульсные плазменные ускорители // в сб. «Физика и применение плазменных ускорителей» под ред.Морозова А.И., Минск: Наука и техника, 1974, с.48-77.

32. Вальков Ю.А. «Динамика токовой оболочки импульсных электродинамических ускорителей» // дисс. на соиск. степ, к.ф.-м.н., 1971, НИИЯФ МГУ.

33. Бурцев В.А., Грибков В.А., Филиппова Т.И. «Высокотемпературные пинчевые образования». // Сб. «Итоги науки и техники» ВИНИТИ, Физика плазмы, 1981, т.2, с.80-137.

34. Barowiecki R. Breackdown and build-up phases in the plasma-focus device // Proc. of XI Inter. Symposium on discharges and insulation in vacuum, v.2,p.359-362.

35. Быковский Ю.А., Сильнов C.M. и др. «Энергетические распределения нейтронов лазерной плазмы», // Препринт ОИЯИ Р13-83-502, Дубна, 1983.

36. Петров Д.П., Филиппов Н.В., Филиппова Т.И., Храбров В.А. Мощный импульсный газовый разряд в камерах с проводящими стенками // В сб. «Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций» АН СССР, 1958, т.4, с.170-181.

37. Mather J.W. Formation of a high density deuterium plasma focus // Phys.Fluids, 1965, v.8, №2, p.366-371.

38. Тюрюканов П. M., Ходаченко Г.В. Метод измерения импульсных напряжений // ПТЭ, 1984, №3, с. 121.

39. Backer D.E., Lee S.T. Dual laser interferometer for plasma density measurement on large tokamaks // Rev.Sci.Instr., 1978, v.49, №7, p.919-922.

40. Smoys J. Proposed diagnostic method for cylindrical plasma // J.Appl. Phys., 1961, v.31,№4, p.689-695.

41. Семенов О.Г. Электронные и ионные потоки в мощных импульсных разрядах (обзор) // препринт № 42, М.: ФИАН, 1979 64 с.

42. Звелто О. Физика лазеров М.: Мир, 1979, 374 с.

43. Петраш Г.Г. Импульсные газоразрядные лазеры // УФН, 1971, т. 105, вып.4, с. 645

44. Энциклопедия низкотемпературной плазмы // Под ред. В.Е. Фортова — М.: Наука, 2000, T.IV, с. 275

45. Georges J.C. // J. Phys. Atom, molec. Phys., 1976, v. 9B, p. 2153

46. Willet C.S. An introduction to gas lasers: Population inversion mechanisms // (Pergamon Press Ltd, Oxford), 1974, p. 342-362

47. Cartwright D.C. // Phys. Rev., 1970, v. 2A, p.1331

48. Gerry E.T. Pulsed-molecular-nitrogen laser theory // Appl. Phys. Lett., 1965, v. 7, p. 6

49. Leonard D.A. Saturation of the molecular nitrogen second positive laser transition //- Appl. Phys. Lett., 1965, v. 7, p. 4-6

50. Ali A.W., Kolb A.C. Theory of the Pulsed Molecular Nitrogen Laser // Appl. Opt., 1967, v. 6, p. 2115-2119

51. Shipman J.D., Kolb A.C. IEEE J. Quantum Electron., 1966, QE2, p. 298

52. Ali A.W. A study of the nitrogen laser power density and some design considerations -Appl. Opt., 1969, v. 8, p. 993-996

53. Rither P., Kimel J.D. Pulsed UV nitrogen laser: its intensity and linewidth -1-Appl. Opt., 1976, v. 15, p. 1117-1119

54. Dreyfus R.W., Hodgson R.T. Electron beam excitation of the nitrogen laser -Appl. Phys. Lett., 1972, v. 20, p. 195

55. Heard H.G., High-power ultraviolet gas laser Bull. Am. Phys. Soc., 1964, v. 9, № l,p. 65

56. Andersson & Tobin Physica Scripta, 1974, v. 9, p.7

57. Ericsson K.G., Lidholt L.R. Ultraviolet source with repetitive subnanosecond kilowatt pulses Appl. Opt., 1968, v. 7, p. 211

58. Phillips D., West J. Am. J. Phys., 1970, v. 38, p. 655

59. Lai C., Thakur S.N., Studies on an excited N2-laser Indian J. Phys., 1985, v. 59B, p. 129-137

60. Проворов А.С., Салмин В.В. Компактный К2~лазер с магнитным сжатием Квантовая электроника, 1993, 20, № 6, с.608-610

61. Бакшт Е.Х., Панченко А.Н., Тарасенко В.Ф. Азотный лазер с накачкой продольным разрядом от индуктивного и емкостного накопителей энергии Квантовая электроника, 1998, 25, № 12, с. 1087-1090

62. Feldman М. Below P., Raab F, Metcalf Н. Improvements to a home-built nitrogen laser Appl. Opt., 1976, v. 17, p. 774

63. Тарасенко В.Ф. Азотный лазер с системой питания на тиратроне ПТЭ, 1974, № 1, с. 172-174

64. Zimek Z, Rodgers М. The construction and properties of a compact high-power N2 laser J. Technical Physics, 1979, v. 20, № 4, p. 493-998

65. Армичев A.B., Рукевич Л.Б., Фогельсон Т.Б. и др. Мощный ультрафиолетовый отпаянный лазер Электронная промышленность, 1981, вып. 5-6, с. 83-85

66. Rickwood K.R., Serafetinides А.А. Semiconductor preionized nitrogen laser Rev. Sci. Instrum., 1986, v. 57, № 7, p. 1299

67. Silva Reis., Dias Tavares, Massone C.A., Chaghtai M. A high power, short pulse-width, low pressure N2 laser J. Phys. E: Sci. Instrum., 1986, v. 19, p. 471-473

68. Ляшенко В.И., Чан Ань By, Щербаков Ю.А. и др. Исследование работы азотного лазера управляемого керамическим тиратроном Препринт ОИЯИ, Дубна, 1989, № 13-89-747

69. Geller М., Altaian D.E., Temple Т.А. Some considerations in the design of a high power, pulsed N2 laser Appl. Opt., 1968, v. 17, p. 2232

70. Bergmann H.M. Sealed-off, miniature, high-power nitrogen laser J. Phys.E: Sci. Instrum., 1977, v. 10, № 12, p. 1210-1212

71. Udrea E., Udrea M. A compact nitrogen laser Rev. Roum. Phys., 1980, v. 25, № 9, p. 983-985

72. Baer T. Appl. Opt. 1976, v. 15, p. 2953

73. Аракелян B.C., Аветисян A.A., Атабекян В.Г., Мхитарян B.M., Пахлавуни В.В. Компактный оптический квантовый генератор на азоте с высокой пиковой мощностью ПТЭ, 1981, № 2, с. 187-188

74. Jitsuno Т. , Mitani Т., Nakaya Т. A high-power TEA N2 laser using a modified Marx generator J. Phys. D: Appl. Phys., 1979, v. 12,p.1503 1507

75. Jitsuno T. A multi-stage TEA N2 laser J. Phys. D: Appl. Phys., 1980, v. 13, p. 1405-1411

76. Singh J.P., Thakur S.N. Nitrogen laser. A review. J.Sci. and Industr.Research, 1980, V.39, pp.613-624

77. Saikan S. Japen J. Appl. Phys., 1976, v. 15, p. 187

78. Salzmann H., Strohwald H. High power, subnanosecond pulse from a TEA nitrogen laser with traveling wave excitation- Opt. Commun., 1974, v. 12, p. 370-372

79. Salzmann H., Strohwald H. Picosecond UV pulses from gas discharges in pure nitrogen at pressure up to 6 atm Appl. Phys. Lett., 1976, v. 28, p. 272

80. Herden W. Compact high power subnanosecond nitrogen and "open air" lasers at 760 torr Phys. Lett., 1975, v. 54A, № 1, p. 96-98

81. Patel B.S. Compact high-power TEA N2 laser Rev. Sci. Instr., 1978, v. 49, №9, p. 1361-1363

82. Bergmann H.M., Hasson V., Brink J. Novel stabilization and pulsing techniques for direct and traveling-wave excitation of high-pressure UV nitrogen laser Opt. Commun., 1976, v. 18, № 1, p. 180-181

83. Bergmann H.M., Penderis A J. Miniaturized atmospheric pressure nitrogen laser J. Phys. E: Sci. Instrum., 1977, v. 10, 602-604

84. Bergmann H.M., Hasson V. Gain, fluorescence and energy extraction characteristics of photostabilised atmospheric pressure UV nitrogen lasers -J. Phys. D: Appl. Phys., 1978, v. 11, p. 2341-2351

85. Bergmann E.E. UV TEA laser with 760-torr N2 , Appl. Phys. Lett. 1976, v. 28, № 2, p. 84

86. Bergmann E.E. Coherent UV from a TEA N2 laser system Appl. Phys. Lett., 1977, v. 31, № 10, p. 661-663

87. Мазуренко Ю.Т., Удальцов B.C. Субнаносекундный лазер на молекулярном азоте Известия АН СССР, сер. Физическая, 1981, т.45, № 2, с. 396-398

88. Vlad V.I., Udrea M.V., Рора D. UV pulsed interferometry and holography in the nanosecond range using a nitrogen laser, 14 International Congress on the high speed photography and photonics, Moskow, 1980, p. 1-6

89. E. Bar-Avraham, A. Fisher, F. Mako et al A fast interferometer using a nitrogen laser for a dense plasmas, IEEE Transaction on Plasma Science -1978, v. ps-6, № 3, p. 296-299

90. Baltog I., Gancin M., Mihut L. et al Interferometric metod for electronic density measurement in a plasma focus device, Beitr. Plasmaphys. 1985, v. 25, № 3, p. 263-275

91. Захаренков Ю.А., Склизков Г.В., Шиканов А.С. Применение сдвиговой интерферометрии для диагностики плотной неоднородной плазмы, Физика плазмы 1980, т. 6, вып. 2, с. 453-462

92. Орлов М.М., Терентьев А.Р., Храбров В.А. Некоторые особенности динамики плазмы в нецилиндрическом Z-пинче, Вопросы атомной науки и техники. Термоядерный синтез 1985, вып. 2, с. 15

93. Орлов М.М., Терентьев А.Р., Федулов В.Н. Конструкция и возможности применения N2 лазера в исследованиях плотной плазмы, Препринт ИАЭ - 3615/14 - Москва, 1982, 5 с.

94. Hirano К., Shimoda К., Emori S. System for a multiframing interferometry and its application to a plasma focus experiment Rev.Sci.Instrum., 1979, V.50, №10, p.1236 - 1238

95. Ruckle В., Uber den Zusammenhand Zwischen Neutronen production und Instabilitaten am Plasmafocus Institut fur Plasmaforschung der Universitat

96. Stutgart, 1981, Jan., IPF-81-1

97. Аранчук JI.E., Боголюбский С.Л., Вихарев В.Д. Многомодульный азотный лазер для диагностики плазмы, создаваемой с помощью генераторов РЭП Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 10, с. 2098

98. Анацкий А.И. Частотные характеристики импульсных водородных коммутаторов Обзор ОВ-43 - Л.: НИИЭФА, 1981. -23 с.

99. Введенский Ю.В. Тиратронный генератор наносекундных импульсов с универсальным выходом Известия вузов СССР, Радиотехника, 1959, № 2, с. 249

100. Беграмбеков Л.Б., Захаров A.M., Пустобаев А.А. Многоострийный автоэмиссионный катод В сб. Мощные физико-энергетические системы, Москва, Энергоатомиздат, 1988, с. 41-48

101. Hugenshmidt М., Vollrath К. Experimental investigation of a multichannel N2 laser Opt. commun., 1978, v. 26, № 3, p. 415-418

102. Долгов-Савельев Г.Г., Мандельштам С.Л. Плотность и температура газа в искровом разряде // ЖЭТФ, 1953, т.24, №6, с. 691-700.

103. Брагинский В.Б. Отрочество экспериментальной физики.//Успехи физических наук, 2003, т. 173, №1, с. 89-96.

104. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме.//М.: Физматгиз, 1960, с.

105. Хилд М., Уортон С. Микроволновая диагностика плазмы // М.: Атомиздат, 1968, с.

106. Ален К.У. Астрофизические величины // Мир, 1977, с.

107. Alpher R. A., White D.R. Interferometric measurement of electron concentrations in plasmas // Phys. Fluids, 1958, v. 1, p.452-453

108. Захарьевский A.H. Интерферометры //M.: Оборонгиз, 1952, с.

109. Коломийцов Ю.В. Интерферометры. Основы инженерной теории, применение. // Л.: Машиностроение, 1976, с.

110. Mach L. // Akad.Wiss.Wien, Math-Natur-Wiss, 1891, v.28, р.223-224

111. Zehnder L. // Z.Instrumentenkunde, 1891, v. 11, p.275-285

112. Майкельсон A.A. Световые волны и их применение // М.-Л.: Гостехтеоретиздат, 1934, 144 с.'

113. Hoekzema J.A., Bush P.J., Mastop W.J. Local electron density measurements in a screw pinch by means of a Michelson interferometer // Rijnh. Rep. 76-96, FOM-Instr. voor plasmafysica, Netherlands, 1976, 10 p.

114. Душин Л.А., Привезенцев В.И. Расширение пределов измерения пе в плазме при помощи лазерного интерферометра с модуляцией фазы оптического сигнала // ТВТ, 1970, т.8, №1, с. 159-163.

115. Smith III R. S., Dogget W. O. High sensitivity or streak mode interferometer for pulsed plasma diagnostics // Rev. Sci. Instrum., 1985, v.56, №3, p.355-358.

116. Жиглинский А.Г., Кучинский B.B. Реальный интерферометр Фабри-Перо // Л.: Машиностроение, 1983, 175 с.

117. Скоков И.В. Многолучевые интерферометры в измерительной технике

118. М.: Машиностроение , 1989, с.

119. Abramovich A., Althouse W., Camp J. et al. Improved sensitivity in a gravitational wave interferometer and implications for LIGO // Phys. Lett. A, 1996, v.218, p.157-163.

120. Ярив А. Квантовая электроника // M.: Советское радио, 1980, с.

121. Бурдонский И.М., Пергамент М.И., Ярославский А.И. Исследование распределения плотности плазмы с помощью интерферометра Фабри-Перо с лазерным осветителем // В кн. Диагностика плазмы, вып.З, 1973, с.120-127.

122. КоробкинВ.В. О возможности применения лазеров для диагностики плазмы // в кн. Диагностика плазмы, вып.1, М.: "Атомиздат", 1963, с.36.

123. Ashby D.E.T.F., Jephcott D.F. Measurement of plasma density using a gas laser as an infrared interferometer /Appl.Phys. Lett., 1963, v.3, №1, p. 13-16.

124. Rasiah I.J. Improved Ashby-Jephcott interferometer for temporal electron density measurements in plasmas // Rev. Sci. Instrum., 1994, v.65, №5, p.1603-1605.

125. Jerardo J.B., Verdeyen J.T. Plasma refractive index by a laser phase measurement // Appl. Phys. Lett., 1963, v.3, №7, p. 121-123.

126. Размадзе H.A., Чкуасели З.Д., Гольдинов Л.Л. Трехзеркальный интерферометр с ионным аргоновым лазером для определения концентрации электронов в плотной плазме // Физика плазмы, 1976, т.2, вып.1, с.44-48.

127. Heckenberg N.R., Taity D., Whitbourn L.B. А 337ц HCN laser interferometer for plasma diagnostics // J. Appl. Phys., 1973, v.44, №10, p.4522-4533.

128. Ярославский Л.П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голографии // М.: Радио и связь, 1987.

129. Душин Л.А. СВЧ интерферометры для измерения плотности плазмы в импульсном газовом разряде // М., Атомиздат, 1973, 128 с.

130. Зейгер С.Г., Климонтович Ю.Л. и др. Волновые и флуктуационные процессы в лазерах // М.: «Наука», 1974.

131. Hugenholtz C.A.J., Meddens В.J.H. Multichannel C02-laser interferometer using a PbSnTe detector array // Rev. Sci. Instrum., 1982, v.55, №2,c.171 174.

132. Lowenthal D.D. Quasiquadrature interferometer for plasma density radial profile measurements: achieving ten channel operation // Rev. Sci. Instrum., 1980, v.51, №4, p.440-444.

133. Buchenauer С .J., Jacobson A.R. Quadrature interferometer for plasma density measurements // Rev. Sci. Instrum., 1977, v.48, №7, p.769-774

134. Коронкевич В.П., Ханов B.A. Современные лазерные интерферометры // Новосибирск: Наука, 1985.

135. Бережный В.Л, Епишин В.А., Кононенко В.И. и др. Субмиллиметровый гетеродинный лазерный интерферометр // Препринт ХФТИ, № 82-48, 1982, 56 с.

136. Lie C.S., Verdeyen J.T., Cherrington В.Е. Dispersion-corrected threewavelength laser heterodyne measurement of plasma densities // J. Appl. Phis., 1969, v.40, p.201-207.

137. Zucker O.S. C02 laser heterodyne plasma diagnostics in an adverse ^ environment // J. Appl. Phis., 1971, v.42, p.306-307.

138. Козин Г.И., Коновалов H.A., Никулин E.C., Проценко Е.Д., Савёлов ф А.С., Тельковский В.Г. О возможности измерения малых оптическихплотностей методом конкуренции двух аксиальных мод He-Ne лазера // ЖТФ, 1973, т.53, №8, с. 1781-1782.

139. Козин Г.И. Разработка и исследование характеристик лазерного интерферометра на основе He-Ne лазера в режиме конкуренции двух продольных мод // Диссертация на соискание уч. степени к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 1979, 143 с.

140. Савёлов А.С. Лазерный двухмодовый интерферометр для диагностики £ плазмы // Диссертация на соискание уч. степени к.ф.-м.н., М.: МИФИ,1993,218 с.

141. О'Шиа Д., Коллин Р., Роде У. Лазерная техника // М.: Атомиздат, 1980, 256 с. (пер. с англ. Берлизова А.Б. и др.)

142. Островский Л.А. Взаимодействие колебательных мод в квантовом • оптическом генераторе // ЖЭТФ, 1965, т.48, № 4, с. 1087-1096.

143. Губин М.А., Козин Г.И., Проценко Е.Д. Поле в резонаторе с двумя фазовыми пластинками близкими к четвертьволновым // Оптика и спектроскопия, 1974, т.26, вып.З, с.467-471.

144. Губин М.А., Попов А.И., Проценко Е.Д. Исследование конкуренции двух аксиальных мод в ОКГ с однородноуширенной линией // Квантовая электроника, 1971, №4, с.34-40.

145. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. М.: Мир, 1982, с.520.

146. Захаренко Ю.Г. О регулярных колебаниях в газовом разряде // ЖТФ, 1971, т.41, №3, с.553.

147. Им Тхек-де, Тимофеев В.П. Подавление шумов одночастотного перестраиваемого гелий-неонового лазера // ЖПС, 1974, т.23, №4, с.624.

148. Воронин Э.С., Ильинский и др. Уменьшение флуктуации выходной мощности He-Ne газового лазера // ПТЭ, 1971, №5, с.200-201.

149. Кузнецов В.М. Система автоматической стабилизации газового ОКГ // ПТЭ, 1970, №1,с.189-191.

150. Кругляков Э.П. Методы оптической интерферометрии в системах с магнитным удержанием плазмы // в сб. Диагностика плазмы, вып.6, М.: Энергоатомиздат, 1989, с.63-77.

151. Рагимов Ф.Я., Колошников В.Г. Интерферометр Фабри-Перо с электромеханической системой сканирования // ПТЭ, 1967, №4, с.235-237.

152. Гольдорт В.Г., Захарьян В.Ф., Курневич В.А. Широкополосный блок частотной привязки лазеров // ПТЭ, 1978, №1, с.201-203.

153. Yashuda A., Kanai Y., Kusunoki J. et al. Feedback stabilized dual-beam laser interferometer for plasma measurement // Rev. Sci. Instrum., 1980, v.51, №12, p.1652-1655.

154. Ханов В.А. Пьезокерамика как элемент цепи регулирования // Автометрия, 1973, №6, с.99-101.

155. Портис А. Физическая лаборатория // М.: Наука, 1972, 319 с.

156. Forman P.R. Electro-optical frequency shifting of lasers for plasma diagnostics // Rep.IPPl/166, Max-Planck-Inst. fur Plasmaphysics, 1977

157. Зайцев Ю.И., Степанов Д.П. Флуктуации частоты газового лазера и определение естественной ширины его спектральной линии // ЖЭТФ, 1968, т.55, №5, с.1645-1655.

158. Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света // М.: Наука, 1970, с.

159. Справочник по лазерам под ред. Прохорова А.Н. // М.: Сов.радио, 1978, т.2, с.183-208.

160. Gokay М.С., Fusek R.L. Phase-sensitive 3.39pm Doppler interferometer // Rev. Sci. Instrum., 1981, v.52, №8, p.l 197-1198.

161. Gao X., Lu H.J., Guo Q.L. et al. Far-infrared laser diagnostics on the HT-6M tokamak // Rev. Sci. Instrum., 1995, v.66, №1, p. 139-142.

162. Арзамасцев В.И., Шевченко В.Ф. Семиканальный субмиллиметровый интерферометр на токамаке ТСП // Физика плазмы, 1992, т. 18, №2,с.193-194.

163. Kawahata К., Tanaka К., Ito Y. Far infrared laser interferometer system on the Large Helical Device // Rev. Sci. Instrum., 1999, v.70, №1, 707-709

164. Araki Т., Yokoyama S Simple optical distance meter using an intermode-beat modulation of a He-Ne laser and an electrical-heterodyne technique // Rev. Sci. Instrum., 1994, v.65, №6, p.1883-1888.

165. Lamela H, Acedo P. Laser interferometric experiments for the TJ-II stellarator electron-density measurements // Rev. Sci. Instrum., 2001, v.72, №1, p.96-102.

166. Monchalin J.-P. Heterodyne interferometer laser probe to measure continuous ultrasonic displacements // Rev. Sci. Instrum., 1985, v.56, №4,с.543-546.

167. Jacobson A.R., Call D.C. Novel interferometer for the measurement of plasma density//Rev. Sci. Instrum., 1978, v.49, №3, p.318-320.

168. Козин Г.И., Кузнецов А.П. Пространственная когерентность и интенсивность отраженного лазерного излучения // Квантовая электроника, 1998, т.25, №12, с.1079-1083.

169. KingP.G.R., Steward G.J. //New Scientist, 1963, v. 17, p. 180.

170. Гинстон Э.П. Измерения в сантиметровых волнах. // М.: Изд-во иностр. лит., 1960, (перев. с англ.).

171. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Лебединский М.О., Савельев А.В. // Сб. науч. трудов научной сессии МИФИ, 2002, т.4, с. 22.

172. Гладковский И.П., Извозчиков А.Б., Петров М.П. Десятиканальный анализатор атомных частиц с расширенным диапазоном и детекторами на основе канальных умножителей // В сб.«Диагностика плазмы», М.: Энергоиздат, 1981, вып.4, с. 196-199.

173. Афросимов В.В. Методы корпускулярной диагностики высокотемпературной плазмы // В сб. «Диагностика плазмы», М.: Атомиздат, 1973 г., вып.З, с.218-240.

174. Петров М.П. Корпускулярная диагностика квазистационарной термоядерной плазмы // Физика плазмы, 1976, т.2, №3, с.371-389.

175. Калмыков А.А., Тимофеев А.Д., Панкратов Ю.И. и др. Метод измерений энергетических и массовых спектров ионной компоненты движущейся плазмы // ПТЭ, 1963, №5, с. 142-145.

176. Decoste R., Ripin D.H. High-energy ions from a Nd-laser produced plasma // Appl. Phys. Lett., 1977, v.31, №2, p.68-70.

177. Goforth R.R. A Multichannal Ion Mass Spectrometer in Laser-Produced Plasma Study // Rev. Sci. Instr., 1976, v.47, №5, p.548-552.

178. Chera Т., Mandache B.N. Ion Energy Analysis on a Plasma Focus Device // Rev. Roum. Phys, 1979, v.24, №3-4, p.393-396.

179. Готт Ю.В. Взаимодействие частиц с веществом в плазменных исследованиях//М.: Атомиздат, 1978, с.229-258.

180. Allen F.J. A Plane Electrostatic Analyzer for Laser Produced Plasma Stadi // Rev. Sci. Instr., 1971, v.42, №10, p.1423-1427.

181. Быковский Ю.А., Дымович В.И., Козырев и др. Разрешающая способность и измерение распростронённостей изотопов на времяпролётном масс-спектрометре с лазерным источником ионов // ЖТФ, 1970, т.40, №11, с.2401-2404.

182. Ковалев И.Д., Шмикк Д.В., Феоктистов И.Ю. и др. К расчёту времяпролётного масс-спектрометра с магнитным энергетическим фильтром // ЖТФ, 1978, т.48, №6, с. 1282.-1285.

183. Судлиц К. Метод измерения энергетического спектра ионов плазмы // Сб. «Диагностика плазмы», М. .'Энергоиздат, 1981, вып.4, с. 199-201.

184. Enge Н.А. Magnetic Spectrographs and Beam Analyzers // Nucl. Instrum. andMeth., 1967, v28, p. 119-120.

185. Spencer J.E., Enge H.A. Splite Pole Magnetic Spectrograph for Precision

186. Nuclear Spectroscopy // Nucl. Instr. and Meth., 1967, v.49, p.181-193.

187. Басаргин Ю.Г., Богданов П.В., Болдин Н.И. и др. Ионная оптика и конструкция широкодиапазонного магнитного спектрографа со ступенчатыми полюсами // Сб. Прикладная ядерная спектроскопия., М.: Атомиздат, 1974, вып.4, с.253-257.

188. Майдиков В.З. и др. Широкодиапазонный магнитный анализатор продуктов реакций на пучке тяжелых ионов // Препринт ОИЯИ, 1978, N° Р7-11393.

189. Агишев Е.И., Ионов Н.И. Импульсный масс-спектроскоп//ЖТФ, 1956, т.26, № 1, с.203-208.

190. Сысоев А.А. и др. Энерго-масс-анализатор для исследования импульсных потоков ионов // Сб. «Физическая электроника», М.: Атомиздат, 1966, вып.З, с.29-43.

191. МаловА.Ф. О некоторых ионно-оптических свойствах статических аксиально-симметричных магнитных и электрических полей. // В сб. «Некоторые вопросы экспериментальной физики», М.: Атомиздат, 1959, вып.2, с.54-68.

192. Сысоев А.А. Физика и техника масс-спектрометрических приборов и электромагнитных установок//М.: Энергоатомиздат, 1983, с.

193. Сысоев А.А., Артаев В.Б., Кащеев В.В. Изотопная масс-спектрометрия // Энергоатомиздат, 1993, с.

194. Саулат В.Р. Двойная фокусировка однородным секторным магнитным полем с прямолинейными границами // Вестник Ленинградского ун-та, 1965, вып. 1, №4, с.49-66.

195. Мамырин Б.А., Каратаев В.И., Шмикк Д.В. и др. Масс-рефлектрон.Новый безмагнитный времяпролётный масс-спектрометр с высокой разрешающей способностью // ЖЭТФ, 1973, т.64, №1, с.82-89.

196. Сысоев А.А., Чупахин М.С. Введение в масс-спектрометрию // М.: Атомиздат, 1977.

197. Холмовский Ю.А. Влияние поля рассеяния секторных магнитов на двойную фокусировку пучка // Атомная энергия, 1960, т.9, вып.4, с.301-303.

198. Афанасьев Н.Г. Магнитный спектрометр с двойной фокусировкой // Известия АН СССР, сер. физическая, 1960, т.24, №9, с. 1157-1164.

199. Edbertho Leal-Quiros, Prelas М.А. A hyperbolic energy analyzer // Rev.Sci. Instrum, 1990, v.61 (6), p.1708-1712.

200. Henke B.L., Gullikson E.M., Davis J.C. X-ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, and reflection at E=50-30000 eV, Z=l-92 // Atomic Data and Nuclear Data Tables, 1993, v.54, №2, p. 181-342.

201. Диагностический комплекс для рентгеновской иображающей спектроскопии высокотемпературной плотной плазмы ФСПР-1Д/ФСПР-2Д // Инструкция по эксплуатации, М.: ВНИИФТРИ, 2004, 13 с.

202. Баронова Е.О. Исследование высокотемпературной плазмы большой плотности методами рентгеновской спектроскопии // Дисс. на соискание уч. степ, к.ф.-м.н., М.: ИЯС РНЦ «Курчатовский институт», 1995, 153 с.ш

203. Cohen L., Feldman V., Swartz M., Underwood J.H. Study of the X-Rays Produced by a Vacuum Spark. // J. Opt. Soc. Amer., 1968, v.58, №6, p.843-846.

204. Веретенников В.А., Исаков А.И., Крохин O.H. и др. Временные характеристики рентгеновского излучения вакуумной искры. // Препринт ФИАН №59, М., 1983, 20 с.

205. Podder N.K., Clothiaux E.J., Oks Е. A method for density measurements employing an asymmetry of lineshapes in dense plasmas and its implementation in a vacuum spark discharge // J. of Quantit. Spectr.&Radiative Transfer, 2000, v.65, p.441-453

206. Зверев C.A. Применение ТЛД для исследования рентгеновского излучения горячей короткоживущей плазмы. // Автореферат дисс. на соискание уч. степ, к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 1981, с.

207. СарториА.В. Сцинтилляционный метод рентгеновской диагностики термоядерной плазмы установки ЛТС «Дельфин» // Автореферат дисс. на соискание уч. степ, к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 1984, с.

208. Салахутдинов Г.Х. Многодетекторные сцитилляционные системы для спектрометрии импульсного рентгеновского излучения горячей плазмы // Дисс. на соискание уч. степ, к.ф.-м.н., М.: МИФИ, 1991, 156 с.

209. Van Passen Н., Vandie R., White R.S. X-ray spectra from dense plasma focus devices // Phys. Fluids, 1970, v. 13, № 10, p.2606

210. Дементьев B.H., Зверев С.А., Ляпидевский B.K. и др. // Измерение спектров рентгеновского излучения импульсных установок // В сб. «Экспериментальные методы ядерной физики» под ред. КолобашкинаВ.М., М.: Атомиздат, 1979, вып.5, с. 58-.

211. Кушин В.В., Ляпидевский В.К., Пережогин В.Б. // В кн. «Ядерно-физические методы диагностики плазмы», М.: МИФИ, 1985, 95 с.

212. Зверев С.А., Ляпидевский В.К. // Тез. III Всесоюз. симп. по люминисцентным приемникам и преобразователям рентгеновского излучения, Страврополь, 1979, с. 100.

213. Бирке Дж. Сцинтиллянионные счетчики // М.: ИЛ, 1955.

214. Александров А.А., Тришкина Т.В., Зверев С.А. и др. // Методы спектрометрии импульсных потоков излучения горячей плазмы // В с б. «Экспериментальные методы ядерной физики» под ред. КолобашкинаВ.М., М.: Атомиздат, 1978, вып.4, с.70-83.

215. Кушин В.В., Ляпидевский В.К., Михайлов Ю.А. и др. Исследование спектра рентгеновского излучения лазерной плазмы с помощью ядерной эмульсии // Препринт ФИАН №72, М., 1979.

216. Акимов Ю.К. Полупроводниковые детекторы в экспериментальной физике//М.: Энергоатомиздат, 1989.

217. Bicron Corporation, Newbury, Ohio, USA (www.bicron.com)

218. Коконов Э.Я., Кошелев K.H., Сафронова У.И. и др. Спектроскопические измерения электронной плотности плазмы «горячей точки» // Письма в ЖЭТФ, 1980, т.31, вып.12, с.720-723.

219. Korth Kristalle GMBHfwww.korth.de)

220. Аверкиев В.В., Ляпидевский В.К., Салахутдинов Г.Х. Применение сцинтилляционных кристаллов для регистрации рентгеновского излучения // Препринт 064-90 МИФИ, М., 1990.224. "Photomultiplier tubes. Principles and applications" // Philips photonics, 1994.

221. Robinson J.W. Handbook of spectroscopy // V. I, Depart, of chem. Louisians State university, Baton Rouge, Louisiana, CRC PRESS INC., 1979.

222. Brown D.B., Criss J.W., Birks L.S. Sensitivity of X-ray films. I. A model for sensitivity in the 1-100 keV region // J. Appl. Phys., 1976, vol.47, № 8, p.3722 3739.

223. Henke B.L., Fujiwara F.G., Tester M.A. Low energy X-ray response of photographic film. Experimental characterization // J. Opt. Soc. Amer. B, 1984, vol.1, №6, p.828 849.

224. ПадалкаВ.Г. Динамика плазменных потоков в неоднородных поперечных магнитных полях // В сб.: Физика и применение плазменных ускорителей, Минск: Наука и техника, 1974, с. 199-238.

225. Семашко Н.Н. и др. Проблемы создания инжекторов быстрых атомов для термоядерных установок // В сб."Вопросы атомной науки и техники", серия "Термоядерный синтез", вып. 1 (3), М.: ИАЭ, 1979, с.З-26.

226. Lindberg L. Plasma flow in a curved magnetic field // Rep.TRITA-EPP-77-23, 1977, p.34

227. Erber Ch.K., Koshelev K.N., Kunze H.J. et al. Time development of Mg micropinches in a low inductance vacuum spark discharge // J. of Quantitative Spectroscopy Radioactive Transfer, 2000, vol.65, p. 195-206.

228. Koshelev K.N., Pereira N.R. Plasma points and radiative collapse in vacuum sparks. // J. Appl. Phys., 1991, v. 69, p. R21-R44

229. Stutman D., Finkenthal M. Investigation of the low-inductance vacuum spark as a source of soft X-ray atomic quasi-continua for optical pumping. // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 1997, v. 30, p.951-961.

230. Erber Ch.K., Herzog O.H., Schulz A., Kunze H.-J. Optimization of micropinch plasmas produced by vacuum spark discharges // Plasma Sources, Science and Technology, 1996, v.5, p.436-441.

231. Hebach M., D Simanovskii, S Bobashev, H -J Kunze Absolute measurements of the soft X-ray emission from vacuum spark discharges // Plasma Sources Sci. Technol., 1993, v.2, No 4, p.296-300.

232. Kamakshaiah S. and Rau R.S.N. Delay characteristics of a simple triggered vacuum gap // J. Phys. D: Appl. Phys., 1975, v.8, No 12, p.1426-1495.

233. Gorbunov S.P., Krasov V.I., Paperny V.L. The acceleration of a cathode-jet plasma in a pulse vacuum discharge // J. Phys. D: Appl. Phys., 1997, v.30, No 13, p.1922-1927.

234. Astrakhantsev N.V., Krasov V.I., Paperny V.L. Ion acceleration in a pulse vacuum discharge // J. Phys. D: Appl. Phys., 1995, v.28, No 12, p.2514-2518.

235. Rout R.K., Auluck S.K.H., Nagpal J.S. and Kulkarni L.V. Exploratory studies on a passively triggered vacuum spark // J. Phys. D: Appl. Phys.,1999, v.32, No 23, p.3013-3018.

236. Афонин В.И., Лазарчук В.П., Петров С.И., Потапов А.В. Исследование параметров плазменных точек в Z-пинче // Физика плазмы, 1997, т.23, № 11, с. 1002-1007.

237. Колошников Г.В., Кошелев К.Н., Сидельников Ю.В. и др. Лазерное инициирование разряда малоиндуктивной вакуумной искры // Физика плазмы, 1985, т.11, вып.2, с.254-258.

238. Полухин С.Н. Исследование разряда малоиндуктивной вакуумной искры лазерно-оптическими методами. // Дисс. на соиск. уч степ, к.ф.-м.н., М.: ФИАН, 1992, 144 с.

239. Semyonov O.G., Gurey А.Е., Kanavin А.Р. et al Applications of micropinch x-ray source // J.Vac.Technol. B, 2001, v.l9(4), p.1235-1240.

240. Аглицкий E.B., Панин A.M. Измерение электронной плотности плазмы микропинча низкоиндуктивной вакуумной искры по спектрам высокозарядных ii/e-подобных ионов // Физика плазмы, 1994, т.20, №10, с.877-885.

241. Трубников Б.А. Ускорение частиц и рождение нейтронов в перетяжках плазменных пинчей // Физика плазмы, 1986, т. 12, вып.4, с.468-487.

242. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

243. Козин И.Г., Коновалов Н.А., Никулин Е.С., Проценко Е.Д., Савёлов А.С., Тельковский В.Г. О возможности измерения малых оптических плотностей методом конкуренции двух аксиальных мод He-Ne лазера II ЖТФ, т.53, вып.8, 1973,с.1781-1782

244. Kozin G.I., Konovalov N.A., Nikulin E.S., Protzenko E.D., Tel'kovski V.G. Novel method of plasma density measurement by laser II Proc. of XI Intern. Conf. on Phenomena in Ion. Gases (ICPIG), Prague, Czech., 1973, p.455-456

245. Волобуев И.В., Горбунов Д.Н., Гранаткин Б.В., Исаков А.И., Коновалов Н.А., Савёлов А.С. Установка для изучения плазменного фокуса мейзеровского типа II Препринт ФИАН, № 92, 1975, 12 с.

246. Великоцкий B.JL, Козин Г.И., Проценко Е.Д., Савёлов А.С. Применение двухмодового He-Ne лазера для определения электронной концентрации импульсной плазмы II Тез. докл. I Всесоюз. школы конф. по физике плазмы, г.Харьков, 1977, с. 132

247. Козин Г.И., Никулин Е.С., Савёлов А.С., Тельковский В.Г. Лазерный прибор для измерения плотности квазистационарной плазмы на установке "перстенъковый" токомак II Тез. докл. I Всесоюз. школы конф. по физике плазмы, г.Харьков, 1977, с. 133

248. Бревнов Н.Н., Денисов В.Ф., Жуковский В.Г., Савёлов А.С., Никулин Е.С., Хилиль В.В. Некоторые методы диагностики плазмы в токомаках некруглого сечения с диверторами II Препринт ИАЭ-3073, 1978, 39 с.

249. Великоцкий B.JL, Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Особенности функционирования систем стабилизации оптической длины интерферометров с пьезоэлектрическими преобразователями II Деп. в ВИНИТИ 22.09.81 №4574-81 Деп., 1981,7 с.

250. Савёлов А.С., Сильнов С.М., Долгов А.Н. Устройство для получения высокотемпературной плазмы II Авторское свидетельство СССР № 963404, приоритет от 19.03.1981 г., 7 с.

251. Вовченко Е.Д., Козин Г.И., Савёлов А.С. Устройство для диагностики плазмы II Авторское свидетельство № 993799, приоритет от 02.06.1981 г., 7 с.

252. Гусарова Е.С., Курнаев В.А., Савёлов А.С. Магнитный спектрометр II Авторское свидетельство № 1064348, приоритет от 16.03.1982 г., 4 с.

253. Савёлов А.С., Тельковский В.Г. Лазерный интерферометр в ближней инфракрасной области для исследования квазистационарной плазмы И Тез. докл. III Всесоюз. школы-конф. по физике плазмы, Харьков, 1982, с.

254. Игрицкий А.Н., Савёлов А.С., Смирнов В.М. Восстановление локальных пространственных распределений параметров плазмы из интегральных интерферометрическюс измерений И В сб. «Диагностические методы в

255. Щ плазменных исследованиях», М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 19-27

256. Савёлов А.С., Смирнов В.М. Способ заполнения плазмой камеры термоядерной установки 11 Авторское свидетельство СССР № 1131356, приоритет от 22.08.1984 г., 8 с. .

257. Ф 16. Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Многоканальный когерентный осветитель для интерферометрической системы на основе сильноточного поперечного разряда в азоте при атмосферном давлении II Матер. II Республиканской конф. по физике, Минск, ч.2, 1984, с.

258. Вовченко Е.Д., Савёлов А.С., Тельковский В.Г. TEA азотный лазер для исследования короткоживущей плотной плазмы II Тез. докл. I Всесоюзн. семинара «Физика быстропротекающих плазменных процессов», Гродно, 1986, с.53-54

259. Савёлов А.С. Применение двухмодовых лазерных интерферометров в диагностике плазмы II Тез. докл. IV Всесоюзн. Совещ. по диагностике высокотемпературной плазмы, Алушта, 1986, с.15

260. Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Многоканальный азотный TEA лазер как ^ источник света для многокадровой интерферометрии плотнойнестационарной плазмы II Тез. докл. IV Всесоюзн. Совещ. по диагностике ^ высокотемпературной плазмы, Алушта, 1986, с. 19

261. Гусарова Е.С., Савёлов А.С. Многоканальный магнитный энерго-масс-анализатор для пассивной корпускулярной диагностики импульсной плазмы II В сб. «Методы диагностики и рекуперации энергии пучков заряженных частиц», М.: Энергоатомиздат, 1987, с.59-67

262. Гулин М.А., Долгов А.Н., Савёлов А.С. Комбинированный импульсный плазменный ускоритель // В сб. «Импульсные электродинамические системы», М.: Энергоатомиздат, 1987, с.38-44

263. Горбунов А.А., Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов А.С. Исследование параметров надтепловых частиц в плазме микропинчевого разряда II Препринт МИФИ №023-88, 1988, 16 с.

264. Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Мощный импульсный ультрафиолетовый лазер, возбуждаемый сильно-точным поперечным разрядом в азоте при атмосферном давлении IIВ сб. «Мощные физико-энергетические системы», М.: Энергоатомиздат, 1988, с.57-64

265. Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Наносекундный поперечный разряд в азоте при атмосферном давлении II Тез. докл. IV Всесоюзной конференции по физике газового разряда, Махачкала, 1988, часть 2, с.23-24

266. Электродинамический источник высокотемпературной плазмы с лазерным образованием рабочего вещества // Тез. докл. II Всесоюз. семинара «Физика быстропротек. плазмен. процессов», Гродно, 1989, с.23

267. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Гулин М.А., Долгов А.Н., Савёлов А.С. Коаксиальный плазмодинамический источник излучения с лазерным образованием рабочего вещества II Тез. докл. I Всесоюзн. симпозиума по

268. Щч радиац. плазмодинамике, 1989, п.Джан-Туган, М.: Энергоатомиздат, 4.1,с.155-156

269. Горбунов А.А., Гулин М.А., Долгов А.Н, Николаев О.В., Савёлов А.С. Прямая регистрация потока надтепловых электронов из плазмы микропинчевого разряда II Письма в ЖЭТФ, т.50, в.7, 1989, с.320-322

270. Быковский Ю.А., Долгов А.Н., Ланчава Б.М., Савёлов А.С., Сильнов С.М. Исследование электронной эмиссии из малоиндуктивной вакуумной искры

271. МВИ) с лазерным инициированием //Препринт МИФИ №025-89, 1989, 12 с.

272. Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов А.С. Компактные анализаторы заряженных частиц на постоянных магнитах с сильным полем И Тез. докл. V Всесоюз. Совещ. по диагностике высокотемпературной плазмы, Минск, 1990, с.195-196

273. Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов А.С. О параметрах излучающей плазмы в микропинчевомразряде II Физика плазмы, т. 16, в.8, 1990, с.1015-1018

274. Горбунов А.А., Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов А.С. Компактные анализаторы энергетического спектра и зарядового состояния частиц с постоянными магнитами для диагностики высокотемпературной плазмы IIПТЭ, 1990, №5, с.56-58

275. Горбунов А.А., Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савёлов А.С. Компактные анализаторы энергетического спектра и зарядового состояния частиц с постоянными магнитами для диагностики высокотемпературной плазмы II ПТЭ, №5, 1990, с.56-58

276. Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Визуализация плазмодинами-ческой структуры факельного разряда на стадии роста II Тез. докл. II Всесоюзн. симпозиума по радиац. плазмодинамике, п.Кацевели, 1991, ч.2, сЛ 00-101

277. Башутин О. А., Савёлов А.С. Фотоприемное устройство для исследования быстропротекающих процессов в ИК-области спектра IIВ сб. «Приборы и методы диагностики плазмы и поверхности стенок плазменных установок», М.: Энергоатомиздат, 1991, с.69-79

278. Аверкиев В.В., Долгов А.Н., Ляпидевский В.К., Савёлов А.С., Салахутдинов Г.Х. Измерение спектра рентгеновского излучения микропинчевого разряда многоканальным сцинтилляционным спектрометром II• ПТЭ, №2, 1991, с.173-176

279. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Кирко Д.Л., Савёлов А.С. Пространственно временная лазерная диагностика плазменных потоков при атмосферном давлении // Тез. докл. I Всес. конф. "Оптические методы исследования потоков", Новосибирск, 1991, с. 178-179

280. Горбунов А.А., Гулин М.А.,Долгов А.Н, Николаев О.В., Савёлов А.С. Диагностика потоков заряженных частиц из плазмы сильноточного.импульсного разряда с помощью компактных анализаторов на основе

281. Ф постоянных магнитов IIВ сб. «Приборы и методы диагностики плазмы и поверхности стенок плазменных установок», М.: Энергоатомиздат, 1991, с.48-59

282. Аверкиев В.В., Долгов А.Н., Каплин В.А., Ляпидевский В.К., Пережогин В.В., Савёлов А.С., Салахутдинов Г.Х. Комплекс многоканальных сцинтилляционныхрентгеновских спектрометров для диагностики плазмы микропинчевого разряда II ПТЭ, №5, 1992, с. 15 8-162

283. Аверкиев В.В., Долгов А.Н., Ляпидевский В.К., Савёлов А.С., Салахутдинов Г.Х. Многоканальная регистрация динамики рентгеновского излучения микропинчевого разряда II Физика плазмы, т. 18, вып.6, 1992, с.596604 %

284. Кирко Д.Л., Мартынов А.А., Савёлов А.С., Самончев П.В. Исследование спиральной структуры факела капиллярного разряда II Тез. докладов II Всееоюзн. совещ.-семинара "Инженерно-физические проблемы новой ^ техники", Москва, 1992, с.113

285. Долгов А.Н., Кириченко Н.Н., Ляпидевский В.К., Савёлов А.С., Салахутдинов Г.Х. Наблюдаемый спектр излучения микропинча в диапазоне 1кэВ<Ь v<3ООкэВ и процессы в его плазме II Физика плазмы, т. 19, вып.1, 1993,р с.97-103

286. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Козин Г.И., Савёлов А.С. Лазерный интерферометр для дистационной диагностики плазмы // Тез. докл. III Межгосуд. Симпоз. порадиац. плазмодинамике, Москва, 1994, с.98-99

287. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Динамика плазменных процессов в электроразрядном канале TEA азотного лазера // Тез. докл. III Межгосуд. Симпоз. по радиац. плазмодинамике, Москва, 1994, с. 170-171

288. Кадетов В.А., Кирко Д.Л., Савёлов А.С. Исследование светящихсяф областей в жидком азоте И Письма в ЖТФ, 1995, т.21, вып. 10, с.78-81

289. Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Savjolov A.S. Laser interferometry for remote diagnostics of thermonuclear plasma II Biannual Report 93-94, MEPhI, Moscow, Russia, 1995, p.38-43

290. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Kurnaev V.A., Savjolov A.S. Studies of the transversal discharges in atmospheric pressure nitrogen laser II Proc. XXII Conf. on Phenomena in Ionized Gases (ICPIG), Hoboken, New Jersey, USA, August 1995, part 3,p.79-80

291. Гулин М.А., Долгов А.Н., Кириченко Н.И., Савёлов А.С. Исследование энергетического состава электронной эмисии из плазмы микропинчевого разряда с разрешением во времени // ЖЭТФ, т.108, вып.10, 1995, с.1309-1317

292. Гулин М.А., Долгов А.Н., Кириченко Н.Н., Ляпидевский В.К., Масленникова Н.В., Савёлов А.С. Измерение электронной температуры плазмы микропинчевого разряда по ослаблению потока рентгеновского излучения в ядерной эмульсии II ПТЭ, 1996, № 6, с.82-86

293. Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Kozin G.I., Savjolov A.S. Three-mirror interferometer for diagnostics of thermonuclear plasma II Proc.XXIII Europ. Phys. Soc. Conf. on Contr. Fusion & Plasma Phys., Kiev, 1996, p.329

294. Ватутин O.A., Вовченко Е.Д., Ли Джен Хун, Савёлов А.С. Требования к формированию и развитию поперечного разряда при оптимизации TEA N2 лазера II Тез. докл. VIII конф. по физике газового разряда, Рязань, июнь 1996, 4.1, с.11-13

295. Ватутин О.А., Вовченко Е.Д., Козин Г.И., Кузнецов А.П., Савёлов А.С. Внутрилазерный трехзеркальный интерферометр для диагностики плазмы П Тез. докл. XXIV Звенигор. конф. по физике плазмы и УТС, Звенигород, 1997, с.182

296. Bashutin О.А., Vovchenko E.D., Kozin G.I., Kurnaev V.A., Savjolov A.S. Reactor relevant long term plasma density control using laser interferometer Abstr. of IVInt. Symp. on Fusion Nuclear Technol. (ISFNT-4) II Tokyo, Japan, April 1997, p.47

297. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Savjolov A.S., Zh.H. Lee Phenomenology of the pulse glow discharge in the diagnostic TEA nitrogen laser 11 Proc. Intern. Symposium PLASMA-97, Opole, Poland, June 1997, v.l, p.469-472

298. Korotaev K.N., Savjolov A.S., Smirnov V.M. Modelling of interaction offlat plasmoids moving perpendicular to magnetic barrier II Proc. Intern. Symposium PLASMA-97, Opole, Poland, June 1997, v.l, p.89-92

299. Fetisov I.K., Khodachenko G.V., Mozgrin D.V., Kurnaev V.A., Savjolov A.S. The structure of low pressure high-current diffuse discharge II Proc. of XXIII Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases (ICPIG), Toulouse, France, 1997, v.II, p.24-25

300. Korotaev K.N., Savjolov A.S., Smirnov V.M. Modelling of interaction offlat plasmoids moving perpendicular to magnetic barrier II Proc. of XXIII Int. Conf. on Phenom. in Ion. Gases (ICPIG), Toulouse, France, 1997, v.V, p.62-63

301. Кадетов В.А., Савёлов А.С. Малогабаритный автоматизированный спектрометр II Тез. докл. 9 Совещ. по диагн. высокотемпературной плазмы, С.-Петербург, 1997, с.65

302. Курнаев В.А., Савёлов А.С., Сарычев Д.В. Возможные методы анализа диверторной плазмы // Тез. докл. 9 Совещ. по диагн. высокотемпературной плазмы, С.-Петербург, 1997, IT8 с.8

303. Долгов А.Н., Кадетов В.А., Савёлов А.С. Излучателъные характеристики и динамика плазмы микропинчевого разряда // Тез. докл. IV Межгосуд. симпоз. по радиац. плазмодинамике, Подмосковье, 1997, с.45

304. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Долгов А.Н., Кадетов В.А., Ли Джэн Хун, Савёлов А.С. Влияние параметров вспомогательного разряда на характеристики плазмы микропинча //Тез. докл. IV Межгосуд. симпоз. по радиац. плазмодинамике, Подмосковье, 1997, с.46

305. Korotaev K.N., Savjolov A.S., Smirnov V.M. Modelling of dynamics of penetration ofplasmoids in cross magnetic field // 20 Annual Seminar "Physics of auroral phenomena", Apatity, 1997, Preprint PGI 97-01-101

306. Коротаев K.H., Савёлов A.C., Смирнов B.M. Численное моделирование проникновения сгустков плазмы в тороидальное магнитное поле // Тез. докл. XXV конференции по физике плазмы и УТС, Звенигород, март 1998, с.

307. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Кадетов В.А., Коротаев К.Н., Прохорович Д.Е., Ли Джэн Хун, Савёлов А.С., Сивко П.А. Исследование динамики микропинчевого разряда и эрозии электродов II Препринт МИФИ № 015-98, 1998, 30 с.

308. Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Savjolov A.S., Kadetov V.A., Lee Zh.H. Optical diagnostics of the plasma dynamics in "vacuum spark" II Proc. Intern. Congress on Plasma Phys., Prague, Czech Rep., July 1998, V.22C, p. 1021-1022

309. Savjolov A.S.,Bashutin О.A., Vovchenko E.D., Kadetov V.A., Prokhorovich D.E., Lee Zh.H. Micropinch with lateral discharge initiation II J. Techn. Physics, Special Suppl. Vol.XL, № 1, 1999, p.283-286

310. Kozin G.I., Kuznetsov A.P., Bashutin O.A., Vovchenko E.D., Savjolov A.S. Novel active doublechannel laser interferometer II J. Techn. Physics, Special Suppl. Vol.XL, № 1, 1999, p.407-410

311. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Башутин O.A., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С. Двухканалъный интерферометр на основе внутрилазерной регистрации отраженного излучения II Измерительная техника, т.7, 1999, с.36-39

312. Савёлов А.С., Башутин О.А., Прохорович Д.Е. Модификация поверхности электродов микропинчевого разряда II Матер. II Российского семинара «Соврем, средства диагностики плазмы и их примен. для контроля веществ и окруж. среды», Москва, 2000, с.39-41

313. Вовченко Е.Д., Савёлов А.С., Сивко П.А. Лазерный комплекс для исследования плотной импульсной плазмы //Матер. II Российского семинара «Соврем, средства диагностики плазмы и их примен. для контроля веществ и окруж. среды», Москва, 2000, с.46-48

314. Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С., Савёлов С.А. И2-лазерный осветитель для многокадрового зондирования плотной короткоживущей плазмы И Тез. XXX Звенигород, конф. по физике плазмы и УТС, Звенигород,1. ЧЬ 2003, с. 115

315. Долгов А.Н., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С. Исследование корпускулярных потоков из плазмы микропинчевого разряда // Тез. XXX Звенигород, конф. по физике плазмы и УТС, Звенигород, 2003, с. 126

316. Аверин М.С., Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Савёлов А.С., Савёлов С.А. Двухканальный TEA N2 -лазер для визуализации импульсной плазмы в субнаносекундном диапазоне // Тез. докл. X Всерос. конф. по диагн. высокотемп. плазмы, г.Троицк, 2003, с.67-68

317. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Лебединский М.О., Савёлов А.С., Савельев А.В., Соколов А.П Диагностика плазмы двухволновым лазерным интерферометром-рефлектометром II Тез. докл. X Всеросс. конф. по диагн. , j высокотемп. плазмы, г.Троицк, 2003, с. 14-15

318. Ф 111. Ли Сань Вэй, Савёлов А.С., Башутин О.А., Чэнь Бо, Чжэн Чжи Цзянь

319. Исследование пространственного распределения электронной температуры лазерной плазмы II Тез. докл. X Всеросс. конф. по диагн. высокотемп. плазмы, г.Троицк, 2003, с.68-69

320. Вовченко Е.Д., Ли Сань Вэй, Прохорович Д.Е., Савёлов А.С. Динамика разряда низко-индуктивной вакуумной искры с радиалъносимметричным плазменным инициированием // Тез. докл. VI Междунар. симпозиума по радиац. плазмодинамике, Москва, 2003, сЛ 39-141

321. Гурей А.Е., Долгов А.Н., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С., Тихомиров А. А. Корреляция параметров ионной эмиссии и рентгеновского излучения из плазмы микропинчевогоразряда II Физика плазмы, №1, 2004, с.41-46

322. Козин Г.И., Кузнецов А.П., Лебединский М.О., Савёлов А.С., Соколов А.П. Лазерная диагностика импульсной плазмы интерферометром-рефлектометром «Лира» // Матер. 6й Междунар. научной конференции «Экология человека и природа», Москва-Плес, 2004, с.245-247

323. Аверин M.C., Башутин О.А., Вовченко Е.Д., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С., Савёлов С.А., Ли Сань Вэй Многоканальный TEA Ш-лазер для визуализации импульсной плазмы в наносекундном диапазоне IIПТЭ, №2, 2004, с.82-86

324. Долгов A.H., Ляпидевский B.K., Прохорович Д.Е., Савёлов А.С., Салахутдинов Г.Х. Исследование структуры и динамики излучающей плазмы в микропинчевомразряде II Физика плазмы, т.32, №2, 2005, с.192-202