Физическая механика и математическое моделирование взаимодействия концентрированных потоков энергии с веществом тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

зч

Московский физико-технический институт (государственный университет) Министерство образования я науки Российской Федерации

□03053 Ю7

На правах рукописи

Скворцов Владимир Анатольевич

ФИЗИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ С ВЕЩЕСТВОМ

01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени допора физико-математических наук

Москва-2007

003053107

Работа выполнена в Московском физико-техническом теаггук (государственном университете)

Официальные оппоненты:

Змитренко Н.В. —доктор физико-математических ваук Кравченко В.Ф. - доктор физико-математических наук, профессор Рухадзе А.А. - доктор физико-математичесхнх наук, профессор

Ведущая организация: ФГУП "Российский Федеральный адерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИЮФ").

Отзывы на автореферат просьба присылать по адресу: 141700 Долгопрудный, Московская область. Московский физико-технический институт (государственный университет).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ ГУ

В / 5 часов на заседании диссертационного совета Д-212.156.02 при Московском физико-техническом институте (государственном университете).

Автореферат разослан Р{ 2007

г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212.156.02 доктор физико-математических наук

А. И. Лобанов

© Московский физико-технический институт (ГУ), 2007.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие новых высоких технологий с использованием концентрированных потоков энергии, экспериментальные исследования в области физики экстремальных состояния, современные разработки в области сильноточной электроники и микроэлектроники, создание компактных источников рентгеновского и гамма излучения, исследования в области инерциального термоядерного синтеза, поиск альтернативных путей решения проблемы УТС, разработка новых способов защиты космических аппаратов и станций от метеоритов и космического мусора, исследование механизмов «работы» таких астрофизических объектов, как пульсары и «черные» дыры, наконец, решение многих важных прикладных задач, - весь этот широкий круг проблем современной физики требует для своего успешного решения и применения разработки

адекватных математических моделей и проведения многочисленных вычислительных экспериментов. Настоящая работа, выполненная на стыках вычислительной математики и различных областей физики (физики плазмы, теплофизики, физики твердого тела, физики лазерно- индуцированных, вахуумно-искровых и дуговых разрядов, физической электроники, физики пучков заряженных частиц и даже астрофизики), отчасти восполняет существующие пробелы в арсенале теоретических моделей и способствуют созданию более полной физической картины изучаемых процессов при взаимодействии КПЗ с веществом. Главное в данной работе было нисколько разработка физико-математических моделей (которая проводилась автором совместно с квалифицированными математиками), сколько проведение вычислительных экспериментов с целью прогнозирования, выявления и описания новых физических эффектов. Большая часть расчетно-теоретических работ по физике плазмы и инерциальному термоядерному синтезу примерно до конца семидесятых - середины восьмидесятых годов проводилась без детального учета индивидуальных свойств веществ, а в математических моделях по физике плазмы все транспортные коэффициенты описывались (да, нередко, и сейчас описываются) с использованием широко известной работы С.И. Брагинского [1]. Это было обусловлено, отчасти отсутствием надежной базы данных по теплофизическим, электрофизическим и оптическим свойствам реальных веществ с одной стороны, и стремлением большинства исследователей оперировать с ограниченным и универсальным набором параметров (плазменная частота, дебаевский радиус и т.п.). При этом создавались (и сейчас создаются) очень интересные математические модели, например, модель ленгмюровского коллапса В.Е. Захарова, а

также многочисленные модели нелинейных волн (солитонов) в плазме, теория сильной и слабой турбулентности плазмы.

В данной работе предпринята попытка восполнить существующий пробел в области математического моделирования физики взаимодействия КПЭ с веществом, с упором на учет индивидуальных свойств вещества в широком диапазоне параметров (не забывая и про коллективные процессы в плазме). Например, в мире существует очень мало действующих надежных математических моделей, которые позволяли бы описывать переход вещества из нормального исходного состояния (будь то газ или твердое тело) в плазменное состояние, включая неидеальную и высокотемпературную плазму. Опыт создания таких математических моделей, апробированных с использованием традиционных систем (ускорителей мощных ионных и электронных пучков, мощных лазеров, сильных взрывов), позволил автору создать математические модели и провести численные исследования динамики перехода вещества в экстремальные состояния и генерации рентгеновского излучения в таких компактных системах, которые ранее не использовались в указанных целях. Фактически, автором было открыто новое направление в физике экстремальных состояний, основанное на использовании уникальных свойств вакуумных электрических разрядов, инициируемых при сравнительно малых прикладываемых напряжений (вплоть до 12 В). Это направление намного экономичнее по сравнению с другими направлениями, в которых используются дорогостоящие ускорители, лазеры, метательные или взрывные устройства. Оно не требует создания больших экспериментальных комплексов или полигонов, все натурные эксперименты могут быть проведены на обычном лабораторном столе, а вычислительные эксперименты - на современном персональном компьютере.

Кроме того, на базе этих же математических моделей при их модернизации в плане учета основных физических свойств вакуумных систем сильноточной электроники была создана двумерная самосогласованная математическая модель процессов взрывной электронной эмиссии. Теоретически предсказаны и численно исследованы ряд новых быстропротекающих физических процессов (эффектов) в системе ионный пучок-плазма-металлическая мишень, лазерный луч-плазма-металлическая мишень (когда при развитии неустойчивости сильного МГД-разрыва в микрообьеме плазме имеет место сверхвысокая кумуляция энергии), а также в плазме электрических разрядов (как в вакуумных мини-диодах, так и на полюсах нейтронных звезд). Дано новое объяснение механизмам «работы» пульсаров (включая, миллисекундные и «одиночные» рентгеновские пульсары). Все это свидетельствует об актуальности данной работы.

Цель работы.

Математическое моделирование физики взаимодействия импульсных концентрированных потоков энергии (КПЭ- ионные пучки, лазерное излучение, импульсы тока высокой плотности) с веществом. Создание количественной теории исследуемых быстропротекакяцих нелинейных процессов. Развитие количественной теории взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ). Численные исследования радиационной магнитной гидродинамики электровзрывов металлических проволочек под действием килоамперных и мегаампериых токов и динамики перехода вещества в экстремальные состояния при наносекундных электрических и лазерно-индуцированных разрядах в вакууме при низких и высоких напряжениях (от 12 В до 200 кВ). Расчетно-теоретические исследования в области плазмоэмиссионной и ударно-волновой динамики нейтронных звезд. Численное и экспериментальное исследование физики взаимодействия пикосекундного лазерного излучения с металлическими мишенями. Численное исследование физики взаимодействия интенсивных ионных пучков с конструкционными материалами. Математическое моделирование кумулятивного эффекта при высокоскоростном ударе. Все эти исследования проводились с главной целью — прогнозирования, выявления и количественного описания новых физических эффектов и механизмов взаимодействия КПЭ с веществом.

Научная новизна.

Работа выполнена на новом научном направлении: создание математических моделей и проведение численного исследования сложных физических систем «КПЭ-гещество» с детальным учетом совокупности физико-химических свойств реальных веществ. До сих пор в основной массе всех работ по физике плазмы и УТС не обращалось столь пристального внимания на индивидуальные теплофизические, электрофизические и оптические свойства веществ (в таком широком диапазоне, стартуя от комнатных температур до предельно достижимых при конкретном импульсном воздействии КПЭ). Поначалу, это было просто невозможно сделать ввиду отсутствия необходимой информации. Однако ситуация с годами менялась. Скрупулезное собирание надежной базы данных, разработка собственных оригинальных моделей (по неравновесной кинетике и газодинамике пучковой и лазерной плазмы), позволило количественно описать процесс прохождения короткоимпульсных РЭП умеренной

интенсивности (и динамику лазерно-искрового разряда) в атомно-молекулярных газах, исходя из «первых принципов», т.е. пользуясь информацией о сечениях, коэффициентах скоростей, большого числа элементарных и плазмохимических процессов (см., например, [2-4], и цитированную там литературу, эта часть работы в диссертации опущена). При рассмотрении взаимодействия КПЭ с конденсированными средами, большую роль сыграла база данных по теплофизическим свойствам вещества, разработанная в Институте теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур РАН. Именно детальный учет индивидуальных свойств веществ в математических моделях и позволил автору предсказать ряд новых физических эффектов и объяснить физические механизмы экспериментально наблюдаемых эффектов, которые не имели полного и корректного количественного описания.

Обнаружены новые физические эффекты (и численно исследованы их механизмы):

-самофокусировка электрического тока в плазме катодного факела и генерация "стреляющих солитонов" на его поверхности, сопровождающаяся генерацией микропучков заряженных частиц с высокой плотностью тока (1-104 МА/см2), развитием перегревной неустойчивости и образованием возвратных тепловых волн;

- электроразрядная имплозия (инициирование направленного во внутрь вещества потока электромагнитной энергии);

- резонансный эффект по генерации нелинейной волны разогрева при взаимодействии интенсивных ионных пучков с веществом;

- генерация «стреляющих вихрей»;

- термомагнитная неустойчивость сильного МГД-разрыва в лазерной плазме и др. Выдвинута новая гипотеза по механизму образования интенсивных пучков и

плазменных струй, а также рентгеновского излучения из ряда астрофизических объектов (пульсаров и квазаров).

В ходе работ по указанному выше общему направлению автором было дополнительно формулировано и обосновано такое неожиданное и интересное новое направление как физика экстремальных состояний вещества в электроразрядных устройствах, работающих при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях (сотни и десятки вольт, вплоть до 12 В). На этом направлении тоже получены интересные результаты, имеющие важное значение для фундаментальной и прикладной физики. Получен патент РФ на изобретение, которое впервые было внедрено в ТПУ (г. Томск). На защиту выносятся:

1. Двумерные нестационарные термо-электро-гидродинамическая и магнито-гидродинамическая модели электроразрядных процессов, нашедших свое широкое

применение: для количественного описания плазмоэмиссионых процессов в системах -от катодных пятен до нейтронных звезд.

2. Расчетно-теоретическая модель ВЭЭ с учетом всех значимых (на субнаносекувдных и наяосекундных временах) физических процессов.

3. Новые способы электроразрядной и ионно-пучковой защиты космических аппаратов и станций от микрометеоритов и космического мусора.

4. Теоретическое предсказание и объяснение новых физических механизмов и эффектов:

а) Самофокусировка и дефокусировка электрического тока в плотной плазме катодного факела (на фоне перехода металл-диэлектрик и струйного гидродинамического течения в плазме вначале появляются каналы повышенной проводимости, а затем исчезают под влиянием разогрева и теплопереноса, так может повторяться несколько раз: самофокусировку сменяет дефокусировка,т.е. имеет место своеобразная "пульсирующая" или апериодическая самофокусировка).

б) Эффект генерации "стреляющих сопитонов", которые сопровождаются генерацией пучков заряженных частиц с высокой плотностью тока (1-Ю4 МА/см2), развитием перегревной неустойчивости и образованием возвратных тепловых волн.

в) Эффект генерации *стреляющих вюсреия, обнаруженный в вычислительных и натурных физических экспериментах.

г) Эффект образования микроплазменного фокуса во время "контактного коллапса" вблизи анодной поверхности, сопровождающийся переходом вещества в экстремальные состояния (с максимальным давлением 100-200 Мбар, удельной внутренней энергией до нескольких десятков МДж/г), и генерацией жёсткого рентгеновского излучения. Это излучение может генерироваться в результате плазменного прерывания в анодной области, где в микрообъёмах электрический потенциал достигает высоких значений (несколько десятков кВ и выше, до нескольких МВ).

д) Резонансный эффект возбуждения нелинейной волны разогрева в твердотельной мишени под воздействием интенсивных ионных пучков.

е) Физический механизм электроразрядной имплозии.

ж) Механизм генеоации сверхсильных магнитных полей за счет развития термомагнитной неустойчивости сильного МГД-разрыва в высокотемпературной лазерной плазме.

5. Результаты натурных экспериментов по:

-измерению спектра рентгеновского излучения плазмы Та-181 лазерно-индуцированных разрядов в вакууме;

-исследованию механизмов генерации остро направленного (и изотропного) гамма-излучения из плазмы Та-181 (на длине волны Х=0.2 нм, предположительно лазерного гамма излучения, полученного в режиме усиления спонтанного излучения - УСИ) и по диагностике такого излучения;

-измерению сверхсильных магнитных полей (в гигагаусном диапазоне) по зеемановскому расщеплению N ¡-подобных ионов Та-181.

6. Результаты РМГД-расчетов воздействия пикосекундных лазерных импульсов на металлические мишени.

7. Новый механизм работы пульсаров, основанный на плазмоэмиссионной динамике нейтронных звезд при .электрических разрядах (грозах) в окрестностях их полюсов, что позволило впервые показать: наряду с "традиционными пульсарами", в которых основную роль играют процессы в электрон-позитронной плазме", могут существовать еще и пульсары, главную роль в работе которых играют процессы в "обычной" (электрон-ионной) плазме. Важно, .что новый вид пульсаров может "работать" и при гораздо более слабых электрических полях, т.к. для них вовсе не требуется рождения позитронов.

8. Новый механизм, объясняющий генерацию сверхмощных электронных пучков и плазменных струй (например, из квазара ЭС273 , это объяснение контрастирует с опубликованным ранее, основанным на предположении о сверхтяжелых черных дырах [5]). В новом механизме главную роль играют электромагнитные силы и плазмоэмиссионные процессы.

9. Новое объяснение спородическич (случайным) импульсам электромагнитного излучения пульсаров, поскольку электрические разряды в окрестности нейтронных звезд могут происходить так же не строго периодически.

10. Новое объяснение механизма работы миллисекундных пульсаров - не за счет их сверхбыстрого вращения, а за счет миллисекундных разрядов.

11. Новый механизм сверхмощной термоядерной детонации и взрыва, за счет штормов вблизи поверхности нейтронных звёзд.

12. Новое направление: применение электроразрядных устройств, работающих при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях (вплоть до 12 В) для осуществления перехода вещества в экстремальные состояния (когда в микрообъемах вещества реализуются давления вплоть до сотен Мбар, а удельные энерговклады достигают десятки МДяс/г) и генерации как мягкого, так и жесткого рентгеновского излучения.

13. Математическое моделирование кумулятивного эффекта при высокоскоростном ударе.

14. Математическое моделирование физики взаимодействия МИЛ (а также МИЛ совместно с мощным лазерным излучением) с копструкционными материалами.

15. Математическое моделирование радиационной магнитной гидродинамики электровзрывов металлических проволочек (как одиночных, так и системы проволочек).

Практическая ценность

Результаты математического моделирования используются в настоящее время при разработке и создании компактных источников рентгеновского и гамма- излучения новых типов, для исследований динамики перехода вещества в экстремальные состояния в миниатюрных электроразрядных устройствах, представляющих, в свою очередь, интерес как для фундаментальных так и прикладных исследований.

По материалам диссертации автором были подготовлены и прочитаны следующие основные курсы лекций студентам старших курсов: «Введение в физику взаимодействия КПЗ с веществом» (МФТИ, 1990-1998 гг.) и «Вычислительная физика и химия» (МГТУ «Станкин», 1998-2000 гг.), что на практике способствовало подготовке более сотни молодых квалифицированных специалистов.

Научная достоверность и обоснованность результатов и выводов работы подтверждается тем, что они получены математически корректными методами и хорошо согласуются количественно и качественно с имеющимися экспериментальными результатами. Личный вклад автора.

При решении всех представленных в диссертации задач личный вклад автора был определяющим. Автор лично осуществлял постановку задач, самостоятельно и в соавторстве со своими учениками и коллегами из других институтов разрабатывал используемые в диссертации матсматическиие модели (за исключением особо

оговоренных случаев, см., например, главу 7, когда для решения предложенной автором задачи необходимо было использовать уникальную программу, разработанную в ИПФ, г.Новосибирск), лично проводил вычислительные эксперименты и строил количественные теории изучаемых в диссертации процессов, обрабатывал и анализировал полученные в ходе расчетов и экспериментов научные результаты. На начальном этапе работы направление исследований и постановка ряда задач обсуждались с Фортовым В.Е. и Месяцем Г.А. Некоторые расчетно-теоретические работы, вошедшие в диссертацию, были выполнены совместно с Базаровым С.Б., Костиным В .В., Круковским А.Ю., Морозом В.А., и Оточиным A.A. Натурные физические эксперименты [по генерации сверхсильных магнитных полей, измерению спектров рентгеновского излучения и некоторых др., проведенных в рамках совместных международных проектов в Техническом университете г. Кемнитц (TU Chemnitz)], а также сопоставление результатов расчетов с экспериментальными результатами по исследованию физики лазерно-индуцированных разрядов в вакууме проводились совместно с Фогель Н.И., что способствовало с одной стороны - надежному тестированию используемых математических моделей, а с другой - прогнозированию результатов натурных экспериментов и повышению их эффективности, созданию более полной физической картины исследуемых быстропротекающих нелинейных процессов.

Апробация работы. Полученные результаты докладывались и обсуждались на : 7 Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Томск, 1988); 8 Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Свердловск, 1990); школах-семинарах "Физика импульсных разрядов в конденсированных средах" (Николаев, 1987, 1989, 1991, 1993, 1995, 2003, 2005); Звенигородские конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород, 1997-2006); SPIE Int. Conf. Intense microwave and particle beams.HI. Los Angeles, CA. USA. 1992; 9-th International Conference on High-Power particle beams, Washington, DC May 25- 29,1992; 9 th IEEE Pulsed Power Conf. Albuquerque, New Mexico, June 21-23, 1993; 21 Int. Conf. Phenomena in Ionized Gases. Bochum, 1993; XVI Int, Symp. on Discharges & Insulation in Vacuum.(Moscow-St.Peterburg., 1994); 10-th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (San Diego, CA..1994); 1-ой научной школы "Импульсные процессы в механике сплошных сред" (Николаев 1994); Всеросийской конференции "Физика низкотемпературной плазмы" ( Петрозаводск, 1995); 10 и 14 Международных конференциях "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (Терскол, 1995 и 1999); Hypervelocity Impact Symposium (HVIS-94), Oct.16-19 1994, Santa Fe, New Mexico, USA; International Conference on Physics of Strongly Coupled Plasmas (Binz, Germany, 1995);

Workshop on Complex Fluids and Plasmas, 18-21 Sept. 1995. Eindhoven XVII-th International Symposium cm Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Berkeley, 1996; 11-ой Международной конференции "Уравнения состояния", Нальчик, 1996; 11-th International Conference on High Power Particle Beams, (Прага, 1996); 7 th Workshop Advanced Accelerator Concepts. Granlibakken Conference Crater, (Lake Tahoe, USA, 1996); ICPIG-XXIII (Toulouse, 1997); Russian-Italian workshop "Nonlinear Processes in Astrophysical and Laboratory Plasma" (Звенигород, 1998); XXVIII th Int. Symp. on Discharges & Insulation in Vacuum. Eindhoven, August 17-21, 1998; International Conference, on Stongly Coupled Coulomb Systems.( 1999, Saint-Malo, France); 3d Int. Con£ on Laborator Astrophysics with intense lasers (Houston, USA, 2000); III International ITEP-TWAC Workshop on " Beam-Plasma Interactions" (Москва, 2000); XIX th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (Xi"an , China, 2000); 31 EPS on Plasma Physics (London, 2004); 13 Международном симпозиуме no сильноточной электронике (Томск, 2004); 11 Международной конференции по сверхсильным магнитным полям и их приложениям (Megagauss XI - Ultra high magnetic fields, technology and applications), London, 10-14 September 2006) и др., а также на научных семинарах в ИОФАН, МГУ, ОИВТ РАН, ИТЭС РАН, МФТИ на международных семинарах в Калифорнийском университете (Irvine, USA), Super Computer Research Institute (Tallahassee, USA), Ecole Polytechnique (Paris, France), TU Chemnitz (Chemnitz, Germany), KfK (Karlsruhe, Germany), LBNL (Berkeley, USA) и др.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано свыше ста печатных работ (включая две научные монографии, патент РФ на изобретение, статьи, препринты, доклады и тезисы докладов на Всероссийских и международных конференциях). Список основных и приоритетных работ приведен в конце автореферата [51-130].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения; содержит 275 страниц текста, в том числе 3 таблицы, 150 рисунков и список литературы из 250 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во Введение кратко очерчен круг задач, решаемых в диссертации. Во введениях к каждой главе приведены краткие обзоры литературы и пояснения по конкретным задачам.

В главе 1 проведено математическое моделирование быстрых (субнаносекундных и наносекундных) вакуумно-искровых разрядов. Рассмотрена количественная теория процессов инициирования взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ). В первом параграфе приведена упрощенная двумерная математическая модель (построенная в конце 80-х годов) электровзрыва катодного микроострия (с описанием протекающего тока не в самосогласованном, а в автомодельном приближении), которая, тем не менее, показала хорошее согласие результатов двумерных гидродинамических расчетов (выполненных с помощью метода крупных частиц) с имеющимися экспериментальными данными (сравнение расчетных и экспериментальных результатов приведено в параграфе 2). Примерно в это же время была выполнена работа [6] по теоретическому описанию взрывоэмиссионных процессов (в одномерном приближении) во время вакуумных пробоев. Затем была построена и самосогласованная двумерная термо-электрогидродинамичкая модель (рассмотрена в параграфе 3), которая наряду с вакуумно-искровыми процессами позволяет описывать и вахуумно-дуговые процессы. Однако нас они интересовали в меньшей степени. Заметим, что несмотря на давний интерес к математическому моделированию дуговых процессов [7], с годами появляются все более совершенные работы в этой области, см., например, [8]. Физика дуговых процессов в вакууме существенно отличается от физики дуг в газах. Это огромная проблема, с которой мы в первой главе лишь "соприкоснулись", не вникая во все интересные детали. Нас больше интересовала физика действия квазистатических электрических полей на материал катодов в электроразрядных устройствах, в которых происходит разрушение микроострий (не всегда сразу за один импульс разряда, а порой за сотни импульсов, о чем говорят экспериментальные работы, см., например, [9-13], и цитированную там литературу) на поверхности массивных катодов, в условиях квазинейтральности. Что естественно предполагать, т.к. вытянуть сразу значительную часть электронов так, чтобы появился достаточный для кулоновского взрыва избыточный заряд, в большинстве практически интересных случаев никогда не удается. Мешают это сделать и пространственный заряд электронов, образующийся в вакууме, и эффект Ноттингама [14].

В наших работах было учтено, что напряженность электрического поля в металлах, в силу йх высокой электропроводности, не столь высока, так что справедлив закон Ома [15]. Решение задачи, как уже говорилось, проводилось поэтапно, и было основано на решении

системы двумерных уравнений гидродинамики и теплопроводности, выражающих в дифференциальной форме законы сохранения массы, импульса и энергии с учетом корпускулярного, и лучистого тсплопереноса:

др Ш + (Иу(р\У) = О,

дри /д/ + сИу(ри\У) + дР/дг = О,

дрм Ш + (!1у(ру\¥) + )/ дг = 0, , (1)

дрЕ /Ы + ёЬ<рЕ\У) + <Цу(Р\У) + йу в = р <},

^ - вектор массовой скорости с компонентами (и,у) вдоль осей цилиндрической системы координат (2, г), р и Р - плотность и давление среды; Е = е + (и2 + у2)/2- полная удельная энергия (в расчете на единицу массы), е - удельная внутренняя энергия, Т -температура, в - тепловой поток, С) - удельная мощность объемного энерговыделения источника ( 0 = j2 /а , j - плотность тока в веществе, а - удельная электропроводность); Хр и - коэффициенты корпускулярной (электронной и ионной) и лучистой теплопроводности.

При записи системы уравнений (1) были учтены только основные члены (так, например, было пренебрежено давлением электрического и магнитного полей, которое намного меньше газодинамических, а также было учтено, что плазма в основном объеме квазинейтральна). Уравнения движения сплошной среды (1), интегрировались на прямоугольной сетке методом крупных частиц [16] первого порядка точности по времени и пространству. Для улучшения устойчивости расчета использовалась линейная искусственная вязкость, что дает наиболее точные результаты для расчета течений с сильными ударными волнами. Численный метод был модифицирован для расчета движения сплошной среды со свободной поверхностью, способ расчета и постановка граничных условий во многом аналогичны [17]. Уравнение теплопроводности решалось по абсолютно устойчивой разностной схеме, полученной интегроинтерполяционным методом [18]. Вычисление коэффициентов теплопроводности и электропроводности проводилось с учетом эффектов неидеальной плазмы и электронного вырождения [19], а также с использованием эмпирических формул [20]. Для замыкания системы уравнений динамики сплошной среды использовались широкодиапазонные уравнения

состояния (меди и др. металлов) [21], учитывающие процессы плавления, испарения, ионизации. Уравнение состояния адекватно описывает совокупность экспериментальных данных по ударно-волновому сжатию сплошных и пористых сред в мегабарном диапазоне давлений, результаты опытов по изэнтропической разгрузке ударно-сжатых металлов и экспериментальную информацию о теплофизических свойствах металлов при пониженных давлениях. Полуэмпирическое уравнение состояния использует также результаты квантовомеханических расчетов методом зонной теории и имеет правильные асимптотики к данным теоретических моделей Томаса-Ферми и Дебая-Хюккеля при экстремальных давлениях и температурах.

Обращаем внимание, что «критические точки» (и области метастабильного состояния вещества) на диаграммах фазовых состояний вещества могут быть просто обойдены при быстрых электровзрывах как микроострий, так и проводников. Наша задача, при проведении соответствующих расчетов, была прежде всего, построить общую физическую картину исследуемых быстропротекающих процессов и понять каковы главные механизмы перехода вещества в экстремальные состояния (и какие именно состояния как при электровзрывах, так и при других интенсивных импульсных воздействиях). При этом * интересовали нас, прежде всего, качественные эффекты и предельно достижимые физические параметры вещества в экстремальных состояниях. Рассмотрим задачу об электровзрыве катодного микроострия (в самосогласованном приближении). Разделим моделируюмую систему на две части: вещество и вакуум, в которых и будем рассчитывать самосогласованным образом электрические поля и токи. Примем во внимание эволюцию: пространственного распределения электрических полей в вакууме; пространственного распределения электрических полей и плотностей тока внутри вещества (в катоде и плазменном факеле). На каждом шаге по времени в двухмерных электро-гидродинамических расчетах в вакуумной области необходимо ^решать уравнение Лапласа: А<р =0, (2)

где ф - электрический потенциал. Затем будем рассчитывать значения плотностей эмиссионных токов на границе металл-вакуум (используя формулы [22]), а на границе плазма-вакуум по формуле [23]:

],=(1/4)|е|пс<уе>{ехр[ - |е|У/Г ] - ехр[ - |е|У, /Т ]}, (3)

где Уг =(Т/2|е|)1п(ш1/2яте) - положительный плавающий потенциал (для меди величина Уг = 4.5 Т в соответствии с эмпирическими данными [23]). Здесь Ше, е, <Уе> и л, -соответственно масса, заряд, усредненная тепловая скорость и концентрация электронов; т,- масса ионов.

Значения рассчитанных таким образом плотностей эмиссионных токов 3, использовались в дальнейшем в качестве граничных условий для уравнения:

(Ну [ Хга^Т = [ с(р,Т) ^ <р ] = 0, (4)

с помощью, которого и рассчитывалось пространственное распределение плотности тока и электрического потенциала <р в веществе на каждый момент времени t Нетрудно показать, что формула (4) получается в квазистационарном приближении из уравнений Максвелла, если пренебречь токами смещения, что можно было сделать ввиду их малости.

Кроме того, как и в [24], мы пренебрегали эмиссией элеюронов на границе металл-плазма, полагая, что имеет место непрерывный (плавный) переход концентрация электронов от твердотельных значений до плазменных.

Расчеты проводились, как правило, дважды, для двух предельных случаев: без учета ограничения плотности эмиссионного тока в вакууме пространственным зарядом, а также с его учетом. В последнем случае, в соответствии с экспериментальными данными (см., например, [25]), учитывалось, что плотность тока эмитируемых электронов в течение короткого времени может быть в 3-5 раз выше, чем предельная платность тока Чайдда-Ленгмюра (т.е. распиханного по формулам закона 3/2). Строго говоря, если бы мы решали уравнение Пуассона, то указанное ограничение на допустимую плотность тока мы получали бы автоматически, однако это сильно бы усложнило и без того довольно сложную математическую модель, а поскольку вас прежде всего интересовали нелинейные физические эффекты (и качественное согласие с экспериментом), то мы сочли допустимым такой подход на данном этапе исследований.

Расчет величины теплового потока по нормали п к границе вещесгво-вакуум проводился по формулам:

|в|ь = (Хр + X, )сШЭп= иг + Чь. (5)

Здесь и, = ствв Т4 - плотность мощности теплового излучения; аэв - постоянная Стефана-Больцмана; а функция

иь= и„ = -яТ, с^ (ДТ./2Г) .ь (Е„Т,У|е| (6)

- для границы металл-вакуум; либо

иь = иа„Е>(2Т, + 2Уг/3) (7)

- для границы плазма-вакуум.

Функция Ш определяет тепловыделение (охлаждение) при термоавтоэлектронной эмиссии, обусловленное эффектом Ноттингама.

Здесь (Е,,Т,) - плотность тока на поверхности катода; а Т», Е, - соответственно температура и электрическое поле на поверхности; Т* - температура инверсии эффекта Ноттингама (который в рассматриваемых ниже случаях, вообще говоря, был несущественен, тж. при малых полях —>0). ист - описывает эмиссионное охлаждение за счет уноса энергии электронами, покидающими плазму.

Следует иметь в виду, что вычисления электрических полей и плотностей тока выполнялись на каждом шаге гидродинамических расчетов, дабы учесть быстрые изменения геометрии рассматриваемых областей и электрической проводимости. При этом, как и при решении уравнения теплопроводности, использовался метод локальных итераций с применением неявной конечно-разностной схемы [18]. Рассмотрим для примера случай электровзрыва цилиндрического медного микроострия (высотой 15 мкм и диаметром 10 мкм) на поверхности плоского массивного катода (тоже медного), когда межэлектродный зазор сотавлял 25 мкм, а напряжение на электродах определялось выражением :Щ)=и0 -1(0*11 (1(1)4 } «К - суммарный ток во внешней цепи с сопротивлением И= 75 Ом, и„ = 30 кВ). Рассчеты показывают, что в этом случае максимальный ток может дорасти до 400 А, что в хорошем согласии с экспериментами [25]. В рассматриваемом случае наносекундный пучок электронов может "образовываться на искровой стадии разряда (когда катодный факел еще не достигает анода). На Рис.1 показаны, как распределены вдоль оси симметрии основные физические параметры вещества дл* разных моментов времени. Видно, что скорость катодного факела может достигать 10 км/с. Когда плазменный факел достигнет анода искровая стадия разряда сменится на дуговую. Из Рис.2 видно как меняются пространственные распределения плотности тока внутри острия. Вначале мы имеем кольцевой распределение, что является результатом интенсивного энерговыделения в приповерхностных областях острия, приводящее к его сжатию. На более поздней стадии ток тоже имеет кольцеобразное распределение вблизи поверхности катода. Радиус такого кольца увеличивается со временем с ударно-волновой скоростью ~ 5 км/с.

6Ш/(1

г. жм

рлм

Рис.1. Аксиальные распределения плотности вещества (а), удельной внутренней энергии (Ь), давления (с) и массовой скорости (ф для Ъ=3.62,4.0,4.4,5.0,5.4,6.0 не, 1=1-6.

Рис.3.11рос1ранственные распределения электрического потенциала в плазме для 1=5.0 не (а), 6.0 нс (Ь).

Рис.2. Пространственные распределения плотности тока для 1=4.0 не (а), 4.4 не (Ь), 5.0 не (с), 6.0 нс(<*}.

Рассчитанная величина электрического потенциала в плазме {Рис.3) соответсвует экспериментальным данный [25]. На Рис.4 показаны пространственные распределения плотности вещества для разных моментов времени. Отчетливо видна динамика разрушения острия. В рассматриваемом случае время задержки интенсификации гидродинамического движения было х=3.62 не. Заметим, что время разогрева до взрыва зависит от геометрии разряда и процессов нагрева. Длительность предвзрывной стадии уменьшается за счет дейетиия эффекта Ноттингама, который проявляется в нагреве (пока температура острия меньше температуры инверсии).

кг.гмо

^.-.г ■■ о"-1А/Ы-t

Соответсвующис распределения давления и температуры в веществе для разных моментов времени показаны на рис.5,6. Отметим, что максимальные давления в веществе для рассматриваемого случая достигали а малых объемах 12 Мбар и

Гг

Рис.4, Пространственные распределения плотности вещества шя разных моментов времезш: 1=3.62 не (а), 4.4 не(Ь). 5.0 не (с), 5.4 не 6.0 не (0-

существовали очень короткое время £100 пс, К сожалению, за стсль малые времена трудно номеритт. давления в микрообъемах вещества, зато

расчитанные значения температуры катодного факела можно сопоставить с имеющимися экспериментальными

данными (см., например, [26]), тго и показало хорошее количественное согласие, по крайней мере, но температурным параметрам, расчетных и экспериментальных данных.

г. П&аг!

Рис.5. Просгаакетвекные распределения Пространственные распределения

давления ¡1=4.0 (а). 5.0 (Ь). 5.4 (с),6,0 не температуры: (=4.4 (а), 5.0 (Ь), 6.0 не М). №

Генерируемый электронный микропучок на искровой стадии разряда может инициировать образование микрократера на аноде. Динамика таких процессов тоже моделировалась.

В главе 2 рассмотрены примеры ЭГД и МГД моделирования электрических разрядов инициированных греющим лазерным излучением (фемтосекундной и никосекундной длительности). Показано, что в таких системах может возникать (на искровой и дуговой стадиях разряда) как мягкое рентгеновское излучение (за счет развития ионизационно-перегревной неустойчивости), так и жесткое рентгеновское излучение (за счет гигантских подскоков потенциала), которое сопровождается процессами, похожими на процессы в плазменном фокусе [27]. Численно исследованы эффекты генерации «стреляющих солитонов», самофокусировки и дефокусировки тока, электроразрядной имплозии, представляющие интерес для современной импульсной электроники [28]. Показано, что даже при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях возможен переход вещества в экстремальные состояния, подобные тем, которые до сих пор получали при сильных взрывах или с использованием систем импульсной энергетики (мощные ускорители ионов и электронов, мощные лазерные импульсы и т.п.). Для примера на рис.7-И показаны результаты расчетов для случая внешнего напряжения всего в 150 В, а величина межэлектродного зазора d~50 мкм (таковы они были в экспериментах [29]). Индуктивность, для простоты, положим равной 0 (похожая динамика развития разряда была и в случаях L * 0), активное сопротивление внешней цепи R=0.03 Ом. На Рис.8 показаны на момент времени t=2.0 не пространственные распределения основных параметров плазмы и вещества в кратере на катоде (на всех рисунках показан только фрагмент катода для 0 SzS 70 мкм). Видно, что в области контакта с анодом (не показан на рисунках, т.к. расположен в области z £ 120 мкм) имеется провал в плотности плазмы (но не вещества, см. Рис. 7 а), т.к. там практически образуется паровая "точка" с очень низкой температурой и проводимостью. В то же время на периферии плазменного канала усиливается давление, за счет нагрева этих слоев сфокусированным до очень высоких плотностей током (Рис.8). Из-за этого паровая «точка» начинает сильно сжиматься, имеет место развитие микро плазменного фокуса при контактом коллапсе (аналог «радиационного коллапса»), когда давления я удельные энерговклады достигают сотен мегабар и десятков МДж/г, соответственно. На Рис.9 видно как образуются две сильные ударные волны, одна уходит вглубь катода, другая движется в противоположную сторону и сжимает "паровую точку" (особенно, красивая картинка на момент времени 2.05 не, когда обе ударные волны имеют полусферический вид).

11,

(«рад,!«0!

Рис.7.Пространственные распределения плотности вещества (а), давления (б), температуры (ТС=Т,) -в) и Ыс -г), £=2.0 не.

Рис, $ ,П ространсгвен н ы е расп ре дел ен ия плотности тока для: (а) 1= 2.0 не, (6)-1=2.Г}25 не, (в) 1=2.05нс и (г)- 1=2.075 не.

Р, [1~Ш!

а)

5)

в)

рис .Э.Пространстаенныс распределения давления для (а) - 2.1)2а не, (о) -1=2.05 (1с. (к) ^2.075 не.

У

4 ^

5)

Рис.! 0. Временная анис им ость 1(1). а)-случайбез ограничения], б)-с ограничением ] по закону 3/2.

Т,ЦВ| .

150 | 1

11

а)

Рис! 1.Пространственные распределения температуры для (а) -1=2.925 не, (б) 1=3.025

Необходимо заметить, что представленные выше результаты расчетов выполнены без учета ограничения плотности тока пространственным разрядом. Аналогичные

расчеты, выполненные с учетом ограничения плотности тока, продемонстрировали те же самые качественные эффекты, но только с некоторым запаздыванием по времени, обусловленным тем, что кокгакт катодного факела с анодом наступал чуть позднее. Динамика нагрева из-за ограничения Кг,г), была не столь бурная), когда это происходит -начинается дуговая стадия разряда, з на ней указанное выше ограничение уже не работает. Поэтому, несмотря на то, что временные зависимости суммарного тока 1(1) сильно отличаются для обоих предельных случаев (см. рис.10) основные результата остаются теми же. На рис.11 показано, как образуется горячее кольцо у анода, а затем оно распространяясь со скоростью близкой к 100-200 км/с уходит в глубь плазмы, распадаясь там еще на несколько колец, а в последствии возможно и "точек" или "струй". Что очень похоже на наблюдаемые в экспериментах [29] процессы, сопровождаемые генерацией рентгеновского излучения, которое, кстати, является направленным (см. рис.}2). Рентгеновский фотохронограф ЯРФР-4 [30] был использован работе [29] для диагностики рентгеновского излучения с высокой пространственной 2 рм) и временной (30 пс) разрешимостью. Такая направленность может быть обусловлена эффектом сам окапал про вания направленных потоков энерши при их высокой интенсивности, либо, возможно, инициированием рентгеновского лазерного излуче!шя вдоль "горячих плазменных струй''. По результатам выполнены« расчетов в работе [105,124] сообщается о математическом моделировании диагностики рентгеновского излучения, т.е. о расчетах РФР-граммы.

а)

Рис.12. РФР-грамма. Эксперимент [29].

] | ' »

-1-(-1-^

О 1 2 3 йте, пэ

а)

ь>

РисЛЗ. РФР-грамма. Расчет [100,123] (Ь- фрагмент ив а).

На Рис.33 приведен пример такого моделирования. Видно, что имеется хорошее, прежде всего, качественное согласие расчетных и экспериментальных данных. Аналогичные результаты были получены и при численном исследовании вакуумных разрядов, при варьировании приложенного напряжения (в деанадоне 12В - 3 кВ) и штснсивносгей ("реющего лазерншо излучения (когда начальные температуры (зрячего пятна брались в интервале 3 эВ -70 эВ), а также при варьировании величины межэлектродного зазора 6,= 50-!00 мкм и параметров це1ги ( прежде всего, активного сопротивления внешней цепи К и индуктивности, рассматривались случаи, когда Я = 0.03-300 Ом, Ц,=0-15О яГн). Имеются только некоторые отличия во временной динамике на искровой стадии разряда, на дуговой же стадии - достщ'аются такие же высокие плотности тока при его фокусировке и, соответственно, имеют место рассмотренные выше контакт}гый коллапс и переход вещества в экстремальные состояния.

Кроме того, в главах 1,2 представлены результаты математического моделирования по динамике эктонов при вакуумно-искровых разрядах, индуцированных электровзрывом катодных микроострий, короткоимпульсным лазерным излучением, а также высокоскоростными ударниками. Выполненые расчеты подтверждают, что экгоны (впервые введенных в рассмотрение физики электрических разрядов автором книг [11]), действительно, играют одну из ключевых ролей в динамике вакуумно-искровых и дуговых разрядов.

В главе 3 рассмотрены результаты экспериментального и расчетно-теоретического исследования физики взаимодействия пикосекундного лазерного излучения с металлическими мишенями в вакууме и газах. Исходная рабочая система уравнений имела вид:

д р/д t + dtv (ри) =0 ; pdu/dt = - gradP + [jxBJ/c ;

рд е, /Э / = -Ре dtv и -dtv W, + Gj -Ge + Q„; рЭ e, /Э / = -Pi div и -div W, - Q„ ;

rot B = (4n/c)j +(l/c) д E /81; rot Е- -(1/c) д В/dt; (8)

<//уВ = 0,у/ст= E" V T,; E~ =E + fuBJ/c; P=P„ (p, TJ + P, (p, TJ ;

Grad + G/p, Tb B, t) ; Gj E"; W,,, = - к,,, grad Te,t.

Здесь p - плотность вещества, e - удельная внутренняя энергия, Р - давление вещества, Ре1- электронное и ионное давление, и- массовая скорость, В - индукция магнитного поля, Е - напряженность электрического поля, j- плотность тока, Ww- электронные и ионные тепловые потоки, к e.i - коэффициенты теплопроводности, Ты - электронная и ионная температура, QC1 - обмен энергией между электронами и ионами, Gc- поток энергии (тепловой) за счет эмиссии или поглощения электронов (источники и стоки энергии), £ - удельный термомагнитный тензор, с - удельная электропроводность. Член С, V Т, играет принципиальную роль в решении задачи. Эта система уравнений дополнялась системой уравнений для переноса излучения (в многогрупповом приближении «вперед-назад»). Метод решения (алгоритм, конкретные разностные схемы, математическая программа) были разработаны учениками АЛ. Самарского в Институте математического моделирования РАН. В настоящей работе использовался вариант программного комплекса (ZEVS-2D) с нестандартным «физическим наполнением» (т.е. с учетом теплофизических, электрофизических, оптических свойств реальных веществ в широком диапазоне параметров). Ранее он был использован нами при расчетах

электровзрывов проволочек, микроострий (см., например, [64,72,82,94,99,126]), и модернизированный впоследствии для решения задач по численному исследованию физики взаимодействия лазерного излучения с веществом.

Расчет переноса и поглощения лазерного излучения проводился в приближении геометрической оптики (рассеяние излучения не учитывалось) с использованием простой формулы

dl(r,y)/dz=-n(r^)l(r,z), (9)

ц (r,z) - коэффициент поглощения. Зависит от Те, Ne, Z - средний заряд ионов плазмы. В области резонансного поглощения. Предполагалось, что отражения излучения нет и вся «оставшаяся» энергия лазерного излучения поглощается на толщине скин-слоя. Расчеты проводились под конкретные эксперимнты в TU Chemnitz (для NdYAG-лазера, энергия главного импульса 50-100 МДж, длительность по полувысоте 100 пс, длина волны 1.06 мкм). Другие детали математического моделирования (граничные и начальные условия, учет вязкости, учет влияния магнитных полей на коэффициенты переноса, учет турбулентности плазмы на ее проводимость и т.д.) лучше смотреть в диссертации, для каждой конкретной задачи.

Самым интересным в этой главе является измерение сверхсильных (в гигаусном диапазоне) магнитных полей, определение ионной температуры по уширению линий и подтверждающих экспериментальные данные результаты математиматического моделирования (что называется «в лоб») задачи по физике взаимодействия интенсивного пикосекундного излучения с металлическими мишенями в вакууме и атмосфере различных газов (аргон, водород, пары металлов). В ходе этих РМГД- расчетов была выявлена новая термомагнитная неустойчивость сильного МГД-разрыва высокотемпературной лазерной плазмы [98,128], выход этой системы в необычное состояние, характеризумое высокими плотностями энергии, похожее на состояние миниатюрной черной дыры. Важную роль при этом в натурных физических экспериментах играют, судя по всему, эффекты сокращения лазерного импульса в диспергирующей плазменной среде (вблизи резонансного поглощения), например, эффект оптимальной фильтрации [31]. И такое состояние системы было зафиксировано в экспериментах по диагностике быстропротекающих процессов (включая рентгеновскую диагностику). Т.к. размеры плазменного образования, где были такие высокие поля и температура весьма малы (не более 1-2 мкм), то аппаратная ошибка наших измерений (произведенных на расстояния не более 15 -20 см от источника) не превышала 25 мкм. Измерения же уширения линий дают на порядок большие значения (на Рис.14 размеры в

пикселях, здесь 1 пнксель=0. 127 мм). Следовательно, температура ионов тантала с зарядом 45 достигала 116 кэВ. что подтверждает наши расчеты, указывающие па то, что температура ионов в результате развития указанной выше неустойчивости может расти до М?В значений.

Рис.14 (слева). Расщепление линии X =5.20 А М-иона Та

х (5.184 А), у (5.216 А), г (5.2о А).

Ряс. 15 (справа). Спектральная линия для гамма-и'шучения на длине волны лк2.0 А. Когда наблюдаем эту линию других линий практически не видно в измеряемом спектре [128].

Индукция магнитного поля (для рассматриваемого зеемановского расщипления уровней) имеет величину 1.2 ГТс. Это одно из рекордных измерений, чаще были поля в диапазоне 400-600 МГс, что хорошо согласуется с результатами математического моделирования.

Настоящие расчеты, в отличие от многочисленных расчетов по лазерной плазме, выполненных ранее (см., например, недавно опуйликованпую книгу |32] и цитированную гам литературу) учитывают не только физические свойства реальных веществ, но и весьма существенное действие индуцированных электромагнитных полей. Последние, впрочем, учитывались в многочисленных работах отечесгвенных и зарубежных авторов (основанных, например, на использовании методов "частиц в ячейках", РЕС-оойе«), но, к сожалению, в таких работах не учитывались реальные физические (оптические, теплофнэическне, электрофизические) свойства вещества, а плазма зачасгую рассматривалась как идеальный газ из электронов и ионов. При этом повышенное внимание уделялось таким процессам, которые в нервом приближении можно было бы и не учитывать. Например, магнитные ноля, которые позволяет "предсказать" теория неустойчивости Вея&еля {33] (развитию, которой до сих посвящается много работ), на порядки меньше, чем дает обнаруженная В ходе настоящею математического

моделирования термомагнитная неустойчивость сильного МГД-разрыва [98] (здесь мы использовали современную терминологию [34]).

Не менее интересным являются измерения рентгеновского спектра многозарядной плазмы Та-181, анализ которого подтвердил наши выводы, сделанные еще в 2000 г., что мы имеем дело с лазерной генерацией ( субнаносекунд ной длительности) на длине волны, 0.2 нм (РисЛ5). То же самое показала диагностика с помощью набора фильтров [128]. Интенсивность такого лазера, работающего без зеркал, в режиме усиления спонтанного излучения (УСИ), пока не высока, ее усредненная величина не превышает 100 Вт/см3, если оценивать по измерениям интенсивности рентгеновского (гамма) излучения, выполненным с помощью предварительно откалиброванной МКП датчика и системы фильтров.

Рис, 16 (слева). Спектр рентгеновского излучения плазмы Та-181.

Рис.17 (справа). РФР-грам а, время экспозиции I с, длина щели Ь=15 мм ¡106].

Типичный спектр, полученный на рентгеновской пленке, представлен на Рис.!6. Хорошо видно, что рабочие линии но измерению магнитного поля расположены "удачно", по отношению к другим линиям.

С другой стороны, проведенные эксперименты показали образование движущихся объектов, излучающих в очень коротком диапазоне волн (идущее от них излучение является пульсирующим, спокойно проходит 2 мм стали, см., например, [65,128]). Установлено, что сам объект при этом может вращателя [106] (см. Рис.17), Приведенные в указанных выше работах 1'ФР-граммы, сделанные при лазерно-индуцированных разрядах в вакууме, и фотоснимки вращающихся волчков с красно-зеленъсми (или красно-

4.0 * г 4л «1 зо м дд да

ьиауе 1епд№ 1п А

голубыми) боками ( с учетом эффекта Доплера, легко оценить скорость вращения, которая достигает 40 ООО км/с), сделанные при лазереных разрядах в воздухе свидетельствуют о том, что физика обнаруженных нами объектов- «стреляющих вихрей» весьма похожа на физику миниатюрных черных дыр, которые действительно могут быть образованы в сильных магнитных полях (как предсказывали авторы [35]) при высоких (как показали расчеты и измерения) плотностях энергии (высоких ионных температурах, в МэВ-диапазоне). Т.о. наша исследуемая система, может быть не просто аналагом миниатюрной черной дыры (например, сейчас много работ выходит по акусятчесюм аналогам черных дыр [36]), а вполне реальной миниатюрной черной дырой (или очень похожей на нее системой) со всеми вытекающими отсюда последствиями и сопутствующими физическими явлениями [37]. Интересно, что в работе [38] рассматривалась система («магнитная наковальня»), в которой ионы в сильных индукционных полях тоже нагревались до МэВ-ных температур. Однако, в отличие от нашей системы, где такие высокие температуры были в области пониженной плотности плазмы (и массовой плотности вещества), в [38] - в области повышенной плотности плазмы (за" счет ее сгребания, а не за счет вихревого разброса). Что касается, теоретических работ по «огненному шару» (см., например, обзор [39]), которые тоже имеют депо с лазерной плазмой с эффективной температурой электронов в 1-5 МэВ, то, скорее всего, такая система не реалистична (нельзя нагреть электроны до такой высокой температуры, если же лазерные интенсивности будут очень большими, как в [39], то вообще нельзя говорить о температуре, необходимо оперировать с неравновесной функцией распределения электронов по энергии). В наших расчетах, эффективная электронная температура не превышала 18 кэВ, во время действия лазерного излучения.

В главе 4 рассмотрено двумерное математическое моделирование электровзрывов одиночных проводников, а также массивов проводников. Расчеты (проводились для г-г и плоской геометрии) преследовали главную цель - определить условия получения экстремальных состояний при электровзрывах, подобных состояниям в лазерной плазме. И такие условия были определены. Предельно достижимые плотности тока в «стреляющих солитонах» (или «стреляющих вихрях») аналогичны экстремальным значениям, достигнутых в микронных и субмикронных областях г-пинчей [40]. Подобные «стреляющие вихри» могут быть при грозовых разрядах на Земле, Венере, Юпитере и др. астрофизических объектах, а также при сильных взрывах. Вполне вероятно, что и решение задачи о неограниченной кумуляции энергии [41] не обходится без такого природного

феномена, каковым является "миниатюрная черная дыра". Впрочем, автор не настаивает на такой терминологии, и сам отдает большее предпочтение термину "стреляющий вихрь", который «ближе» к механике, чем к астрофизике, понимая, конечно, что не каждый "стреляющий вихрь" может быть "черной дырой". В диссертации приведены примеры "стреляющих вихрей", генерируемых при электровзрыве вольфрамового кольца (с внешним диаметром 100 мкм, внутренним 80 мкм, при протекании, через него сильного тока, достигающего в максимуме 150 кА, см. [97]). Расчеты показывают, что имеется срыв прохождения тока через кольцо, когда он весь устремляется через маленькую плазменную (горячую) «точку», а само кольцо, еще не успевает взорваться, находится в твердотельном состоянии. Кроме того, в этой же главе приведены примеры расчетов электровзрывов одиночных проволочек (в r-z геометрии) и массивов из 8- вольфрамовых проволочек. Видно, что плазма, которая слетает со скин-слоев проволочек, уже в начальные моменты времени, принимает на себя весь «удар» тока, сами проволочки из-за этого, долгое время (десятки не) остаются целыми, что подтверждается экспериментами. Расчеты, выполненные в r-z геометрии, хорошо согласуются с экспериментами [42], мы действительно наблюдаем (с помощью созданных дисплей-фильмов по результатам вычислительных экспериментов) образование относительно «холодного» керна внутри взорвавшейся проволочки, а также турбулентные движения плазмы вокруг проволочки, на начальных этапах электровзрыва. Обращаем внимание, что данные расчеты были проведены с так называемым «холодным стартом» (т.е. когда вещество из нормального твердотельного состояния под действием высоких плотностей тока, переходило в плазменное состояние, включая состояние сильно неидеальной плазмы), правда, без учета особенностей теплофизических величин в области метастабильных состояний. Однако, контрольные расчеты, выполненные впоследствии с усовершенствованными УРС (с учетом метастабильных состояний вещества), показали, что не только качественная, но и количественная картина рассматриваемых в работе быстрых электровзрывов, происходящих за наносекундные времена, отличается не существенно. Ситуация примерно такая же, как в случае моделирования электровзрывов микроострий, когда, например, в тестовых расчетах мы вообще «отключали» теплоперенос. Основные физические параметры при этом менялись не более, чем на 30 % рассматриваемых величин (массовая плотность, давление, удельная внутренняя энергия и т.д.). К тому же, большая часть взрывающегося вещества под действием высоких плотностей тока вообще может не попадать в область метастабильного состояния, минуя ее. Что касается поправок

в коэффициентах переноса н электропроводности, то с самого начала мы отдавали предпочтение эмпирическим данным, и это намного важнее, чем указанные выше поправки в УРС. Похожая ситуация была и при моделировании электровзрывов в окрестности нейтронных звезд (НЗ). Там изначально было не совсем ясно, какое лучше использовать уравнение состояния на поверхности Ю. Попробовали разные (для жидкой и твердотельной). Оказалось, что неплохо работает и самое простое - уравнение состояние идеального газа! Качественная картина, плазмоэмиссионных процессов в окрестности Щ, а именно она, прежде всего, нас интересовала, была мало «чувствительна» к конкретным рабочим формулам для уравнений состояния вещества. Что касается, коэффициентов переноса, то оказалось, что используемая модель [19] неплохо работает и в этой экзотической области физических параметров.

В главе 5, как раз, и представлены результаты ЭГД и РМГД моделирования электроразрядных процессов на полюсах НЗ. Предложена новая теоретическая модель пульсаров, основанная па физике обычной (электрон-ионной), а не электрон-позитронной плазмы. В отличие от других работ, например, [43] мы, все-таки, не использовали такого идеализированного приближения, каковым является приближение идеально проводящей плазмы. И это обстоятельство, позволило нам не только решить нестационарную задачу о генерации плазменных (электронных) струй (пучков) в окрестности НЗ, но и решить задачу по инициированию сверхсильной термоядерной детонации и взрыву областей в коре нейтронных звезд, заполненных дейтерием, инициируемых во время шторма («грозы»). До сих пор были известны другие гипотезы о механизмах подобных взрывов [44]. При этом, было учтено, что в 100 м вакуумном зазоре на полюсе НЗ, напряженность электрического поля достигала 10* В/см, магнитное поле было «выключено» (случай черной дыры, в ближайшей окрестности которой нет магнитного поля [43]), а «работа выхода» из коры НЗ принималась равной 200 эВ, в соответствии с [45]. При этом использовались широкодиапазонные УРС для железа, с экстрополяцией в диапазон высоких плотностей, а также, как говорилось выше, в тестовых расчетах и упрощенное уравнение состояние идеального таза. Главное, что удалось показать, это принципиальная возможность периодического (или почти периодического, с возможно случайными дополнительными всплесками- разрядами) генерирования потоков электронов на полюсах НЗ, длительностью вплоть до 1 мс. При этом, вовсе не требуется, чтобы сама НЗ вращалась с такой огромной частотой. Кроме того, удалось показать, что как и в миниатюрных вакуумных диодах, в окрестности НЗ могут быть очень похожие процессы.

Это фокусировка и дефокусировка тока в плазменном факеле, генерация «стреляющих солитонов» (или «стреляющих вихрей»), развитие ионизационно-перегревной неустойчивости, генерация жесткого и мягкого рентгеновского излучения, и даже эффект резонансного самоканалирования потоков энергии (электронов, ионов, электромагнитного излучения в плазменном канале) [60,63,108]. С учетом названных процессов удалось дать новые объяснения:

а) так называемому "феномену рентгеновского пульсара" [46], когда на полюсах НЗ образуются плазменные структуры в виде протяженных "плазменных колон" интенсивно излучающих рентгеновское излучение (причем это рентгеновское излучение является строго направленным);

б) осциллирующему (периодическому и хаотическому) рентгеновскому излучению НЗ (в том числе и всплески рентгеновского излучения в миллисекундном интервале);

в) механизму генерации сверхмощных электронных пучков и плазменных струй.

Новые объяснения контрастирует с ранее описаными, которые были основаны на предположении о сверхтяжелых черных дырах, когда рентгеновское излучение и генерация плазменных струй связывается в основном с аккрецией вещества [43,47]. В новой модели главную роль играют не силы гравитации, а электромагнитные силы и нелинейные плазмоэмиссионные процессы.

В главе 6 представлены результаты численного исследования физики взаимодействия интенсивных ионных пучков с конденсированными и плазменными средами. Эта часть работы отражена в монографии [52], поэтому подробно останавливаться на ней не будем. Назовем лишь наиболее интересные результаты этой главы:

- показана возможность и разработана методика моделирования высокоскоростного удара (со скоростями вплоть до 100 км/с) с помощью мощных ионных пучков (МИЛ);

- резонансный эффект возбуждения пелипейпой волны разогрева в мишени с помощью МИЛ;

- установлено, что трубчатые МИЛ (при одних и тех же энергозапасах) способны приводить к большему разрушению облучаемых мишеней, нежели МИЛ с гауссовым или равномерным распределением плотности тока по сечению, что важно учитывать, например, в задачах высокоэнергетической импульсной имплантации;

- показана возможность и определены оптимальные параметры ионных пучков, при которых возможна ионно-пучковая защита КА от микрометеоритов и мелких фрагментов (с характерным размером не более 2-3 см) космического мусора;

- показана принципиальная возможность «поджига» миниатюрной термоядерной мишени;' состоящей из двух золотых тонких пластинок (фалы), пронизываемых интенсивным ионным пучком, образованным при воздействии в вакууме на дополнительную мишень (или на одну из двух пластин) интенсивного пикосекундного импульса лазерного излучения [81 ].

В главе 7 проведено математическое моделирование кумулятивного эффекта при высокоскоростном ударе. Расчеты выполнены с использованием метода «индивидуальных частиц» [48]. Самым интересным здесь является генерация и взаимодействие встречных кумулятивных струй, при воздействии гиперзвукового ударника (с конической выемкой) с разнесенными алюминиевыми пластинами (имеющими слоеную конструкцию: слой алюминия-слой ПММА- слой алюминия). Резульатыт численных расчетов в хорошем согласии с резулъатами натурных экспериментов и с аналитическими оценками, сделанными по Теории кумулятивного эффекта МЛ. Лаврентьева. Эти результаты опубликованы'в доступных изданиях [57,58,51], и подробности здесь тоже опустим.

Важно отметить, что построенные математические модели бысгропротекающих физических процессов при взаимодействии КПЭ с веществом, несмотря на то, что позволили получить достоверные результаты, являются скорее приблеженными, чем «точными» (в строгом смысле этого слова). Не исключено, что со временем их надо будет корректировать и совершенствовать (например, в плане учета: новой информации по теплофизическим и оптическим свойствам вещества; анизотропии плазмы; убегания «быстрых» частиц и возможного разделения зарядов и т.п.), но делать это надо корректно, а не «однобоко», как это делалось норой у нас в стране и за рубежом (нередко с превышением требуемой точности и игнорированием гораздо более значимых физических процессов). Полученные же решения в приближении квазинейтральности плазмы, на наш взгляд, гаже представляют большой интерес.

Заметим, что часть работ, выполненных по теме диссертации, просто названы и в текст диссертации не вошли, т.к. эти работы выполнены аналитически, либо На основе одномерного гидродинамического (и электрогидродинамического) приближения и автор решил ограничиться в основном двумерными наиболее интересными расчетами, а также результатами выполненных натурных экспериментов, подтверждающих результаты вычислительных экспериментов. Тем не менее, исключенные работы тоже интересны, имеют научную и практическую ценность и являются приоритетными. Например, в [49] впервые численно исследован эффект по динамике формирования двугорбой волны

сжатия в металлической мишени под действием импульсных ионных пучков. Этот эффект позднее был экспериментально обнаружен, см. [30] и цитированную там литературу.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

I. Созданы двумерные нестационарные термо-электрогидродинамическая и магнито-гидродинамическая модели быстрого (происходящего за субнаносекундные и наносекундные времена) инициирования взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ), с учетом всех значимых (на таких малых временах) физических процессов.

II. Открыта (в ходе численного исследования физических механизмов генерации сверхсильных магнитных полей) термомагнитная неустойчивость сильного МГД-разрыва в высокотемпературной лазерной плазме. В условиях развития этой неустойчивости впервые в лазерной плазме осуществлена генерация и измерение (с точностью 4 5 %, по спектральным характеристикам рентгеновского излучения №-подобных ионов ТаХ1ЛП) сверхсильных магнитных полей в гигагаусном диапазоне (0.41.4 ГГс), а также измерена температура ионов (Т, = 116 ± 6 кэВ).

III. Измерен рентгеновский спектр плазмы Та-181 при лазерно-индуцированных разрядах в вакууме. Показано, что обнаруженное остронаправленное излучение на длине волны 0.2 нм может быть лазерным гамма-излучением в режиме УСИ вдоль плазменных микроструй. Проанализирован физический механизм генерации такого излучения.

IV. Проведено численное исследование гидродинамики,взаимодействия ионных пучков с веществом; кумулятивного эффекта при высокоскоростном ударе; электрогидродинамики катодных факелов, образованных при вакуумно-искровых разрядах; при вакуумных разрядах, индуцированных пикосекундным лазерным импульсом; а также радиационной магнитогидродинамики взаимодействия лазерного излучения с металлическими мишенями и электровзрывов проводников. В ходе этих вычислительных экспериментов обнаружены и количественно описаны следующие новые физические механизмы и эффекты:

а) Резонансный эффект генерации нелинейной волны разогрева при воздействии интенсивных ионных пучков на металлические мишени.

б) Механизм образования и взаимодействия встречных кумулятивных струй при высокоскоростном соударении цилиндрического тела (с конической выемкой) с разнесенными преградами.

в) Эффект самофокусировки (и дефокусировки) электрического тока в плотной плазме катодного факела, когда в процессе перехода металл-диэлектрик и струйного гидродинамического течения, вначале появляются в плазме каналы повышенной проводимости, а затем исчезают под влиянием разогрева и теппопереноса, причем эти процессы могут повторяться, т.е. имеет место своеобразная "пульсирующая" или апериодическая самофокусировка.

г) Эффект генерации "стреляющих солитонов", которые сопровождаются генерацией пучков заряженных частиц с высокой плотностью тока (1-104 МА/см2), развитием перегревной неустойчивости и образованием возвратных тепловых волн.

д) Эффект генерации "стреляющих вихрей" (подобных миниатюрным "черным дырам") в условиях электровзрывов проводников и лазерно-индуцированных разрядов в вакууме,

а также лазерно-искровых разрядов в газах, вблизи металлической мишени.

е) Эффект образования микроплазменного фокуса во время "контактного коллапса" вблизи анодной поверхности, сопровождающийся переходом вещества в экстремальные состояния и генерацией рентгеновского излучения.

ж) Эффект генерации мягкого и жесткого рентгеновского излучения при низковольтных разрядах, который получил экспериментальное подтверждение [29] и был запатентован [129,130]. Этот эффект сопровождается переходом вещества в экстремальные состояния и образованием корпускулярных потоков (многозарядных ионов и электронов).

Почти все названные выше эффекты получили к настоящему времени экспериментальное подтверждение (см., например, [29,59,78,79,83,93,95,128]).

V. Предложены и исследованы новые физические механизмы:

а) электроразрядной имплозии, показаны перспективы ее применения для создания миниатюрных термоядерных систем;

б) сверхмощной термоядерной детонации и взрывов на поверхности нейтронных звезд -как результат грозовых разрядов вблизи поверхности нейтронных звёзд;

в) работы пульсаров (в том числе миллисекундных), основанная на плазмоэмиссионной динамике нейтронных звезд при электрических разрядах (грозах) в окрестностях их полюсов. В рамках этой теоретической модели удалось по-новому взглянуть и дать объяснение целому ряду наблюдаемых астрофизических явлений.

VI. Выполнен расчет, анализ и прогноз возможности использования электрогидродинамической защиты от микро-метеоритов и "космического мусора". Установлено, что существуют оптимальные параметры внешней цепи и приложенного

напряжения, при которых происходит наиболее эффективное разрушение высокоскоростного ударника индуцированным при электрическом разряде током высокой плотности. С помощью вычислительных экспериментов продемонстрирована возможность ионно-пучковой защиты космических аппаратов и станций от малых метеоритов (или мелких фрагментов космического мусора). Определены параметры требуемых для этой цели ионных пучков.

Благодарности.

Автор чтит светлую память Николая Васильевича Филиппова и Татьяны Ивановны Филипповой, которым очень благодарен за критические замечания и обсуждения результатов работы по математическому моделированию плазмофокусных систем, и, у которых многому научился в ходе совместной работы по гранту ИНТАС ("Физика плазмо-фокусных систем"). Автор выражает искреннюю благодарность: академикам Г.А. Месяцу и В.Е. Фортову за поддержку и сотрудничество на начальном этапе работы; д.ф.-м.н. TU Chemnitz Н.И. Фогель за сотрудничество и помощь в работе; профессорам АД. Гладу ну и А.А. Рухадзе, за предоставленную возможность выступать с научными докладами у них на научных семинарах и за все полученные там полезные советы и ценные замечания; профессору Технического университета г.Кемнитц (TU Chemnitz) Кристиану фон Борцзысковскому и директору Суперкомпьютерного исследовательского института в г.Таллахасси (SCRI, Tallahassee) профессору Дж. Ланнути за внимание к работе и предоставленную возможность проведения ряда вычислительных •»«сцериментов на высокопроизводительных ЭВМ; а также коллегам по работе в ОИВТ РАч особенно: С.Б. Базарову, П.П. Иванову, В.В. Костину и В .А. Морозу; сотрудникам других институтов: Г.С. Волкову, AJO. Круковскому, Д.Е. Маеву и А.А. Оточину,- за помощь в работе. Автор благодарен всем своим Учителям, а также ученикам -аспирантам и студентам МФТИ и Ml ТУ "Станкин" за интерес и внимание, с которыми они в течение ряда лет слушали лекции, основанные на материалах данной работы.

Цитированная литература

1. Брагинский СЛ. Явления переноса в плазме / С.И.Брагинский.~ М.: Вопросы теории плазмы, вып. 3, М.: Атомиздат. 1964. - С. 183 - 272.

2. Гасилов В.А. Численное исследование динамики развития осесимметричных тепловых взрывов в колебательно неравновесном азоте/ В .А. Гасилов,

ВА. Скворцов //ТВТ.- 1989 -Т.27. - № 4. С.771-776.

3.Севальников А.Ю. Кинетика неравновесной плазмы, образованной пучками ускоренных электронов и протонов/ А.Ю.Севальников, В.А.Скворцов// Физика плазмы.1994,- Т.20,- № 4. - С.434-440.

4.Skvortsov V A. The nonequilibrium beam plasma/ Skvortsov V.A7/ Physica B: Physics of Condensed Matter.-1996.-Vol. В 228-P.173-176.

5. Tom K.S. Black holes and time wards: Einstein's outrageous legacy/K.S. Torn-

N.Y.: W.W.Norton Publ. 1994.-323 c.

6. Парфенов AX. Нестационарная модель катодных и прикатодяых процессов

вакуумной дуги, дисс. д.ф.м.н. / Ин-т электрофизики. - Екатеринбург, 1992. -290 с.

7. Математическое моделирование электрической дуги под. ред. B.C. Энгельшта. -Фрунзе:Издательство ИЛИМ, 1983.-240с.

8. Shade Е. Numerical modeling of plasma behavior and heat flux to contacts of vacuum arcs with and without external axial magnetic field (AMF) / E Shade, D Shmelev.// Proc. XX ISDEIV.-Tours, 2002. - P.44-51.

9. Кесаев. И.Г. Катодные процессы электрической дуги//М.:Наука,1968.-244 с.

10. Королев Ю.Д. Автоэлектронные и взрывные процессы в газовом разряде t *

/ Ю.Д.Королев, Г.А. Месяц. -Новосибирск: Наука, 1982.-255 с. И. Месяц Г.А. Экгопы / Г-А.Месяц.-Екатеринбург:УИФ Наука,1993.~Ч. 11994.-Ч.2-3.

12. Месяц Г.А. Импульсный электрический разряд в вакууме / Г.А.Месяц, ДЛ.Проскуровский. - Новосибирск: Наука, 1984. - 256 с.

13. Сливков И.Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме / Сливков ИЛ. -М.:Энергоатомиздат, 1986.-256 с.

14. Nottingham Wit. Remarks on Energy Losses Attending Thermoionic Emission of Electrons from Metals / W.R. Nottingham // Phys.Rev.-l 941 .-V. 59.-P.906-907.

15. Гинзбург В JI Кинетическая температура электронов в металлах и аномальная электронная эмиссия /ВЛЛинзбург, ВЛ. Шабанский // ДАН СССР.-1955.-Т.100.-

№3-С.445-448.

16. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред/ О.М.Белоцерковский. - М.: Физматлит, 1994.-448 с.

17. Bertholf L.D. / Bertholf L.D., Buxton L.D., Thome B.G., et al Jl J Appi. Phys. -1975.-V.46, - No.9.-P.3776-3783.

18. Коршия Т.К. Вариационный подход к построению разностных схем для уравнения теплопроводности на криволинейных сетках / Т.КЛСоршия, В.Ф.Тишкин, А.П.Фаворский и дрЛ ЖВММФ.- 1980.-Т.20,- №2,- С.401- 421.

19. Thermophysical properties of hot dense matter /W. Ebeling, V.E. Fortov, V.K. Gryaznov et al - Leipzig: Teubner-Texte zur Physik. 1990.

20. Gathers G.R. Thermophysical properties of liquid Copper and Aluminum / G.R.Gathers// International journal ofThermophysics.-1983.-Vol.4-No 3.-P.209-226.

21. Фортов B.E. Неидеальная плазма / B.F..Фортов, И.Т.Якубов.-М.: Энсргоатомиздат,

1994.-368 с.

22. Murphy E.L.,Good R.H. Thermionic Emission, Field Emission and the Transition region/ E.I. Muphy, R.H.GoodV/ Phys.Rev.-1956. -V.102, -No 6,- P.1464-1473.

23. Schwirzke F.R. Vacuum Breakdown on Metal Surfaces/ F.R.Schwirzke // IEEE Trans, on Plasma Sci.- 1991. - V. 19.- P.690-698.

24. Литвинов E.A. Особенности перехода металл-плазма на начальной стадии взрывоэмиссионного цикла на катоде / Е.А Литвинов .Г.А.Месяц, А.Г.Парфенов // ДАН СССР- 1991.- Т.320. -№ 2. -С..319-321.

25. Проскуровский Д.И. Прикатодное падение потенциала в вакуумном диоде при взрывной эмиссии электронов / ДЛЛроскуровский, В.Ф. Пучкарев // Известия ВУЗов. Серия Физика -1975.- №12.- С.57-63.

26. Mesyats G.A. Pulsed Electrical Discharge in Vacuum. Springer / G.AJVIesvats, D.I.Proskurovsky. - Verlag., Berlin - 1989.

27. Филиппов H.B. Обзор экспериментальных работ, выполненных в ИАЭ им. И.В. Курчатова, по исследованию плазменного фокуса./ Н.В. Филиппов // Физика Плазмы.-1983 .-Т.9.-№ 1.-С.25-44.

28. Коровин С .Д. Субнаносекундный источник импульсов излучения в диапазоне 38 ГГц с импульсной мощностью 1 ГВтУ С.Д.Коровин, Г.А.Месяц, В.В.Ростов, и др.// Письма в ЖГФ.- 2004.-Т.30 - №3,- с.68-74.

29. Фогель Н.И. Генерация рентгеновского излучения в вакуумных разрядах при низком

напряжении /Н.И. Фогель// Письма в ЖЭТФ.-1998- 67.- №9.- С. 622-627.

30.Petrov S.I.High speed X-ray diagnostics / S.I. Petrov, V.P. Lazarchuk, V.M. Murugov

eL al.// Proc. 22 nd IntCongress on High-Speed Photography and Photonics. Santa Fe,1996.

31. Вакманн B.E. Сложные сигналы и принцип неопределенности. /В.Е.Вакманн-М.: Советское радио. 1969.-304 с.

32. Лебо ИТ. Исследование гидродинамической неустойчивости в зад ачах лазерного термоядерного синтеза./ И.Г. Лебо, В.Ф.Тишкин.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006 -304 с.

33. Weibel E.S. Spontaneously growing transverse waves in a plasma due to an anisotropic velocity distribution./ E.S.Weibel // Phys. Rev. Lett - 1959,- V.2.- No.3 - P.83-84.

34. Блохин A.M. Устойчивость сильных разрывов в магнитной гидродинамике и электрогидродинамике / A.M. Блохин, Ю.Л. Трахинин.- Москва-Ижевск: Ин-т компьютерных исследований, 2004—324 с.

35. Хокинг С. Природа пространства и времени / С.Хокинг, Р.Пенроуз.- Ижевск.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. -160 с.

36. Якобсон Т. Эхо черных дыр / Т. Якобсон, Р. Парентани. -BMH,2006.-№3.-C.16-23.

37. Сахаров А.Д. Испарение черных мини-дыр и физика высоких энергий / АД. Сахаров // Письма в ЖЭТФ. - 1986. -Т.44. -№6. -С.295-298.

38. Аскарьян ГЛ. Мезоны и нейтрино при сверхжатии. Кумулятивное и индукционное увеличение энергии частиц до мезонных при микровспышках энерговыделения / ГЛ. Аскарьян // Письма в ЖЭТФ.- 1978 - Т.28.- Вып.5.- С.322-325.

39. Remington В.A. High Energy Density Astrophysics in the Laboratory./ ВЛ. Remington/ Inertia] Fusion Sciences and Applications. Ed. by КЛ. Tanaka, DX). Meyetfaofer, J. Meyer-ter-Vehn. Kyoto.-Japan.: Elsevier, 2001.- P.1003-1028.

40. Мейерович Б.Э. Канал сильного тока /Б.Э.Мсйерович.-М.:ОСЮ ФИМА,1999.-378 с. 41.3абабахин Е.И. Явления неограниченной кумуляции / Е.И. Забабахин, И.Е.

Забабахин. -М.: Паука, 1988.-173 с.

42. Пикуз СЛ. О фазовом состоянии вещества керна в мощном разряде через проволочки /СЛ. Пикуз, ГЗ. Иваненков, ТЛ. Шеяковенко и дрЛ Письма в ЖТФ.-1999.-Т.69-№5 .-С.349-354.

43. Бескин B.C. Осесимметричные астрофизические течения в астрофизике/ В.С. Бескин.- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 384 с.

44Липунов В.М. Астрофизика нейтронных звезд/В.М. Липунов.- М.-.Наука,1987.-295 с. 45. Цыган А.И. Электрические поля нейтронных звезд /А.И. Цыган // Природа.-

1994,- №8,- С.82-85.

46. Черепащук А.М. Массы черных дыр в двойных звездных системах/

A.М.Черепащук//УФН.-1994.-Т.166.-.№8.-С.809-832.

47. Ouyed R, Pudritz R.E., Stone J .M. Episodic jets from black holes and protostars/ R.Ouved, R.E.Pudritz // Nature.-1997.- Vol.385. -P.409-414.

48. Агурейкин В.Л. Метод индивидуальных частиц для расчета течений многокомпонентных сред с большими деформациями / В Л. Агурейкин, Б.П. Крюков // ЧММСС.-1986.-Т.17.-№ 1.- С. 17.

49. Барсуков A.B., Мороз ВЛ., Скворцов В.А. К вопросу о взаимодействии ионных пучков с упруго-пластическими средами./ А.В.Барсуков, В.А.Мороз,

B.А.Скворцов.- Актуальные физико-технические проблемы энергетики. -М.: ИВТАН.1989.- С.98-99.

50. Яловец А.П. Динамические и электрофизические явления при взаимодействии интенсивных потоков заряженных частиц с веществом, дисс. д.ф.м.,н./ ЧелГУ-Челябинск ,1993. -336 с.

Список основных и приоритетных работ по теме диссертации: Монографии

51. Бугров Н.В. Динамика сплошной среды при интенсивных импульсных воздействиях. / Н.В.Бугров, Н.С.Захаров, В.А.Скворцов - Сергиев Посад: Издание МО РФ ЦФТИ, 1999.-239 с.

52. Взаимодействие импульсных пучков заряженных частиц с веществом / В.И.Бойко, В.А.Скворцов, В.Е.Фортов и др. - М. ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 288 с.

Научные статьи:

а) в реферируемых журналах:

53. Лешкевич CJI. Импульсное разрушение металлической пластины / С.ЛЛешкевич, В.А.Скворцов, В.Е.Фортов // Письма в ЖТФ. -1989.- Т.15.-№.22. -С.39-43.

54. Бушман А.В.Математическое моделирование электровзрыва катодного микроострия / А.В.Бушман,Г.А.Месяц,В.А.Скворцов идрУ/ДАН СССР.-1990-Т.-312 - №.б.-С.1368-1371.

55. Костин ВЛ. Инициирование очагов повреждений в металлах при высокоэнергетичной импульсной имплантации ионов / В.В.Костин, В.А.Скворцов, В.Е.Фортов и др.// Письма в ЖТФ.-1991 -Т. 17 - Вып.18.-С.50-55.

56. Костин В.В. Математическое моделирование разрушающих воздействий ионных пучков на металлические мишени/ В-ВЛСостин, ВА.Скворцов, В.Е.Форггов // тат.-1993.- Т.31.- №6,- С.897-902.

57. Базаров С.Б. Кумулятивный эффект при высокоскоростном ударе/ С-Б.Базаров, ВА.Скворцов // ТВТ.-1994.—Т.32,- № 6,- с.813-«19.

58. Bazarov S.B. Cumulative effect by high velocity teraction/ S.B.Bazarov.VA.Skvortsov // International Journal of Impact Engineering.-1995. - Vol.17.-No.1-6. P.47-55.

59. Vogel N.I. Plasma parameters within the cathode spot of laser-induced vacuum arcs: experimental and theoretical investigations/ NJ.Vogel, V-A.Skvortsov // IEEE Transactions on Plasma Science.-1997.-Vol. 25.- No.4.~ P. 553-563.

60. Skvortsov V.A. Resonance self-channeling of directed energy flows in laser spade and space plasmas/V.A. Skvortsov, N.I.Vogel //Phystech Journal.-1997.-V.3.-No3-P.71-91.

61. Fortov V.E. Computer simulation of high power ion beams interaction with matter/ V.E.Fortov, VA. Skvortsov// Contrib. Plasma Phys.-1999.-Vol.39.-No.l-2.P.159-164.

62. Vogel N.I. X-ray emission from micro-pinches in low-voltage electrical discharges /NJ.Vogel, V.A.Skvortsov//IEEE Tr. on PS.-1999.-Vol.27--No.l. P.122-123.

63. Vogel N.I. Resonance self-channeling of directed energy flows and particle acceleration/ N.I.Vogel, V.A.Skvortsov // Electromagnetic waves and Electronic Systems.-1998. -VolJ.-No.l-2.- P.100-117.

64. Skvortsov V. Computer simulation of electroexplosions of metallic wires and hydrocarbon fibers with taken into account properties of strongly coupled plasmas / V. Skvortsov, B. EtlisherA Krukovsky // France J. Phys. IV - 2000.- VoI.10.-No.5. -P.263-266.

65. Скворцов В. А., Фогель Н.И. Физика нелинейных процессов, происходящих при воздействии пикосекундных импульсов лазерного излучения на танталовые мишени в вакууме и воздухе/ В.А.Скворцова, Н.И.Фогель // Электромагнитные волны и Электронные системы - 2002 - Т.7. - №7.-С.64-73.

б) В сборииеах докладов международных конференций:

66. Skvortsov V. A. Dynamics of interaction of directed energy flows with matter SPIE

/ VA. Skvortsov, V.E.Fortov // Proc. from Conference: Intense Microwave and Particle ,., Beams Ш.-Los Angeles, USA, 1992.-Vol.1629.- P.379-390.

67. Mesyats G.A. Numerical investigation of the electro-explosion of cathode microedge / G.A. Mesyats, VA. Skvortsov, V£. Fortov et al.- Proc. XIX th ICPIG.- Belgrade, 1989. Contr. Papers. Vol.1, P.l 16-117.

68. Leshkevich S.L. Numerical investigation of the hydrodynamical evolution of the matter under intensive impulse actions / S.L.Leshkevich, V.A. Skvortsov, V.E. Fortov et alV/ Proc.8 Int. Conf on High-Power Particle Beams (BEAMS'90).- London: World Scientific, 1991.- Vol.2.-P.757-762.

69. Ivanov P.P. Microplasma formation dynamics of the evolution of spatial current distributions during the initiation of explosive emission of electrons / G.A. Mesyats, VA. Skvortsov, V.E. Fortov et a!.// Proc. ICPIG-XX.-Pisa.,1991.- Vol.2.- P.393-394.

70. Fortov V.E. Generation of extreme states in condensed matter by high-power ion beams / V.E.Fortov, V.A.Skvortsov, V.V.Vorobjev et al.// Proc.of the 9-th International Conference on High-Power particle beams.- Washington,1992.-P.969-975.

71. Fortov V.E. Dynamics of strongly coupled cathode micro- plasma / V.E.Fortov, G.A.Mesyats, V.A.Skvortsov et aU/ Proc. Int. Conf. on Strongly Coupled Plasma Phys. Rochester.1992-University of Rochester Press, N.Y., 1993.-P.197-200.

72. Skvortsov V A. Calculation of plasma MHD-flow in vacuum-spark discharge / V.A.Skvortsov, A.Yu.Krukovsky, A.A.Otochin // Proc. XVI ISDEIV.- Moscow-St.Peterburg, 1994. - P.199-201.

73. Fortov V.E. Computer simulation of matter explosion by pulsed currents and electrical fields / V.E.Fortov, G.A.Mesyats, V.A.Skvortsov // Proc.9 th IEEE Pulsed Power Conf. Albuquerque.-New Mexico, 1993.^Vol.1.-P.166-169.

74. Mesyats G.A.Electro - Hydrodynamics of cathode microtorch/ G A .Mesyats, VA.Skvortsov ,V.E.Foitovetal.//Proc.21 ICPIG.-Bochum, 1993,-Vol.1.- P.15-16.

75. Skvortsov VA. Mathematical modeling of vacuum breakdown / V .A.Skvortsov // Proc.40 th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts-Chicago, 1994-P.43-50.

76. Skvortsov VA. Generation of extreme states in condensed matter under high voltage vacuum breakdown / V.A.Skvortsov // Proc. 40 th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts.-Chicago, 1994. -P.51-57.

77. Skvortsov V A. The direct observation of gamma-ray laser radiation from dense plasma of tantalum-181/ VA.Skvortsov, N.I.Vogel // Proc. IHInt Conf.: Intense Ion Beam Interaction with Ionized Matter. -Moscow. ITEP, 2000 - P.239-250.

78. Skvortsov VA. Experimental and theoretical investigation of strongly coupled cathode microplasma / VA.Skvortsov, NJ.Vogel // Proc. Int. Conf. on Physics of Strongly CoupledPlasmas-Binz, 1995,ed.by W.D. KraeftandM Schlanges.-World Scientific. -Singapore- London, 1996 - P.343-350.

79. Vogel N. Plasma parameters within the cathode spot of laser-induced vacuum ares:. experimental and theoretical investigations / N. Vogel, V.Skvortsov // Proc. XVII-th ISDEIV.- Berkeley, 1996,- Vol.1.- P. 89-98.

80. Skvortsov V. Computer simulation of vacuum breakdown induced by hypervelocity impact / V.Skvortsov // Proc. XVII-th ISDEIV.- Beikeley, 1996 - VoU.-P. 701-705.

81. Skvortsov V. The dynamic matter transition into extreme states initiated by high power micro beam of heavy ions / V.Skvortsov, N.Vogel, A.Lebedev // Proc. XVII-th ISDEIV.- Berkeley, 1996.- Vol.2. - P.813-817.

82. Skvortsov V. Computer simulation of MHD- processes in cathode spots / V.Skvortsov, A.Otochin, A.Krukovsky et al // Proc. XVII-th ISDEIV.-Berkeley, 1996.-Vol.2.-P.823-827.

83. Skvortsov V. Investigation of ecton dynamics in laser-induced breakdowns / VA.Skvortsov, N.Vogel // Proc.l 1 IntConf.on High Power Particle Beams-Prague,1996.-V. 1 -P.513-517.

84. Vogel N. The generation of high power charged particle micro beams and its interaction with condensed matter / N.Vogel, V.A.Skvortsov // Proc.of the 11-th Int Conf. cm High Power Particle Beams - Prague,1996 - Vol.1 -P.518-521.

85. Skvortsov VA.The reflected and resonance transition radiation from micro beam plasma / V A.Skvortsov, N.I.Vogel // Proc. ICPIG-XXffl.- Toulouse, 1997 - V.4.- P.270-271.

86. Skvortsov VA, Vogel N.I., Computer and Physical Simulations of electro-discharge phenomena near the neutron stars / VA.Skvortsov, NJ.Vogel // Proc. ICPIG-XXIII.--Toulouse, 1997.- V.3.- P. 14-15.

87. Skvortsov V. A. Extreme states of matter and X-ray generation during vacuum-spark discharges under comparatively small applied voltage / VA.Skvortsov // Proc. XXVIII th ISDEIV.- Eindhoven, 1998.- Vol.1.-P.126-129.

88. Skvortsov V. A.Dynamics of micro plasma focus formation in vacuum-spark discharges/ / VA.Skvortsov // Proc. Int Congress on Plasma Physics combined with 25 th EPS Conference on Control. Fusion and Plasma Physics-Prague, 1998-P. 989-992.

89. Skvortsov V. A. Thermonuclear explosions of neutron stars induced by its storms,

i.b.i.d..- P.1055-1058.

90. Skvortsov V A. The extreme states of matter and X-ray generation under low voltage vacuum discharges/ VA.Skvortsov // Proc.ISDEIV-2000.Xi 'an.-China.-Vol.l .-P.85-88.

91. Skvortsov VA.Computer simulation of electroexplosions of micro wires/ VA.Skvortsov // Proc. ISDEIV- 2000. Xi' an.- China.- Vol.2. -P.686-691.

92. Skvortsov V A. Miniature black-holes generation by laser-induced electromagnetic

collapse in plasma / V.A.Skvortsov, N.I.Vogel II Proc. 31st EPS Conference on Plasma Phys.- London ,2004-ECA.- Vol.28G.- P-4.029 (2004)

93. Skvortsov V.A. Physics of a point-like x-ray sources based on micro-plasma focus systems / V.A.Skvortsov, N.I.Vogel II Proc. 31st EPS Conference on Plasma Phys. -London. 20043CA.-Vol.28G.-P-5.001 (2004)

94. Krukovsky.A. The radiative magnetohydrodynamics of miniature laser plasma system /

A.Krukovsky, D.Maev, V.A Skvortsov etaI.//Proc.31st EPS Conference on Plasma Phys.- London, 2004. ECA -Vol.28G.- P-2.035 (2004).

95. Skvortsov V.A.Physics of the X-ray sources based on laser-induced discharges / N. A Skvortsov, N.I.Vogel // Proc. 13 SHCE. - Tomsk, 2004. -P. 341-344.

96. Skvortsov V.A. The electrodischarge implosion / V.A.Skvortsov // Proc. 13th International Symposium on High Current Electronics-Tomsk,Russia, 2004.- P.345-348.

97.Skvortsov V.A. Nonlinear processes and extreme states in plasma produced by electroexplo-sion of miniature tungsten ring / V.A.Skvortsov //13 SHCE.- Tomsk, 2004. - P. 349-352.

98.Скворцов B.A. Неустойчивость сильного разрыва в плазме лазерно-индуцированных разрядов в вакууме и газе / В.А.Скворцов И Материалы 12 Межд. научной школы-семинара: Физика импульсных разрядов в конденсированных средах. ИИПТ НАН Украины - Николаев, 2005,- С. 5-7.

99.Скворцов В.А. Математическое моделирование электровзрывов микропроводников в вакууме / В.А.Скворцов, А.Ю.Круковский // Материалы X Межд. научной школы-семинара: Физика импульсных разрядов в конденсированных средах.-Николаев. Атолл, 2001,-С. 35-37.

] 00. Маев Д.Е. Математическое моделирование лазерно-индуцированных разрядов в вакууме и их рентгеновской диагностики / Д.Е.Маев, В.А.Скворцов // Там же.-С.38-40.

г) В сборниках научных трудов:

Ш.Месяц Г.А.Расчет электровзрыва катодного микроострия / Г.А.Месяц, В.А. Скворцов,

B.Е.Фортов и др.//Исследование вещества в экстремальных условиях.-М., ИВТАН., 1990,- C.8I-88.

102. Скворцов В.А. Возбуждение нелинейных волн разогрева мощным пучком тяжелых ионов в конденсированной среде/В.А.Скворцов//Вопросы дифракции и распространения волн.-М., МФТИ, 1993.-С.49-53.

103. Костин B.B. Генерация и усиление ударных волн при комбинированном воздействии интенсивных лазерных и протонных пучков на алюминиевую мишень

/ В.В. Костин, В.А.Скворцов // Вопросы дифракции и распространения волн.-М., МФТИ., 1993.-С.54-57.

104. Скворцов В.А. Плазмоэмиссионная динамика вахуумно-искровых разрядов / / В.А.Скворцов // Научные труды НИЦ ТИВ ОИВТ РАШ под ред. акад. В.Е.Фортова и K.T.H А.ПЛихачева. Выпуск.1-1996,- М.,1997.-Выпуск 1-1996-ОИВТ РАН.- С.145-162.

105. Скворцов В.А. Экстремальные состояния вещества при контактом коллапсе в вакуумных разрядах / В.А.Скворцов // Вопросы дифракции и распространения

электромагнитных и акустических волн.-М., МФТИ, 1998,- С.13-23.

106. Скворцов В.А. Генерация жесткого гамма-излучения при лазерно-ндуцированных разрядах и сопутствующие процессы / В.А.Скворцов, Н.И.Фогель // Физика экстремальных состояний вещесгва-20027 под ред. В.Е. Фортова и др.

Изд. ИПХФ РАН. - Черноголовка, 2002,- С. 136-138. Препринты

107. Лешкевич СЛ. Динамика разрушения металлической пластины короткоимпульсным ионным пучком / С.Л.Лешкевич, В.А.Скворцова, В.Е.Фортов// Препринт ИВТАН .-№ 6-244.-М„1988.-17 с.

108. Фогель Н.И. Резонансное самоканалирование направленных потоков энергии и ускорение ионов при лазерно-искровых разрядах в воздухе / Н.И.Фогель,

В А.Скворцов // Препринт ОИВТ РАН,1997 - №5-407. -32 с.

109. Скворцов В. А. Генерация лазерного гамма-излучения из плотной плазмы тантала -181 / В.А.Скворцов, Н.И. Фогель // Препринт. - М.: Изд. СТАНКИН, 2000.-15 с.

Тезисы докладов на научных конференциях:

110. Бушман A.B., Двумерное математическое моделирование гидродинамических процессов при электрическом взрыве катодного микроострия / A.B. Бушман, Г.А. Месяц, В.А. Скворцов и др. // Тез. докл.7 Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике.-Томск, 1988.-Ч.1.-С.4-6.

111. Иванов П.П. Численное моделирование электровзрывов катодных микроострий / П.П. Иванов, Г.А. Месяц, В.А. Скворцов и дрУ/ Тез. докл. 5 Всес. школы: Физика импульсных разрядов в конденсированных средах.- Николаев, 1991.- С. 66-68.

112. Месяц Г.А. Динамика развития эмиссионных центров при вакуумных пробоях /

ГА.Месяц, В.А.Скворцов, В.Е.Фортов // Тез.докл.6 научной школы: Физика импульсных воздействий на конденсированные среды.- Николаев, 1993.- С.99-101.

113. Скворцов В.А. Математическое моделирование физических процессов в при-электродной плазме наносекундных вакуумно-искровых разрядов / В.А.Скворцов // Физика низкотемпературной плазмы - Петрозаводск, 1995.- Т.З.- С.384-386.

114. Месяц Г.А. Расчет динамики экгонов / Г.А.Месяц, В.А.Скворцов, В.Е.Фортов // Тез. докл. 10 Международной конференции : Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество. - Терскол, 1995 - С.3-4.

115. Скворцов В.А. Математическое моделирование наносекундных вакуумно-искровых разрядов / В.А.Скворцов // Тез. докл. 7 Научной школы: Физика импульсных разрядов в конденсированных средах.-Николаев, 1995.-С.24-26.

116. Скворцов В.А. Динамика формирования плазменного фокуса и генерация рентгеновского излучения при низковольтных вакуумных разрядах / В.А.Скворцов // XXV Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС - Звенигород, 1998.-С.203.

117. Skvortsov V.A. Computer simulation of vacuum-spark discharges: from cathode spots to neutron stars / VA.Skvortsov // Proc. XIV Int. Conf.: Influence of Intense Energy Flows on Matter.- Terskol,1999 - P.30.

118. Скворцов B.A. Динамика взаимодействия интенсивных микропучков тяжелых ионов с веществом / В.А.Скворцов // Тез. докл-XXVI Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС.-Звенигород, 1999 - С.231.

119. Skvortsov V.A. Super high power thermonuclear detonation and explosion on the surface of neutron star induced by its storms /V.A. Skvortsov// i.b.i.d. - P.232.

120. Skvortsov V.A. The role of Nottingham effect in dynamics of high voltage vacuum breakdowns / VA.Skvortsov, A.V.Yarochkin // i. b.i.d.- P.233.

121. Skvortsov V. Computer simulation of electroexplosions of metallic wires and hydrocarbon fibers with taken into account properties of strongly coupled plasmas / V. Skvortsov, B.Etlicher, A.Krukovsky // Proc. Int Conference Strongly Coupled Coulomb Systems - Sant Malo, France, 1999 - Abstracts. - P. 14.

122. Skvortsov V.A.,Vogel N.I. The creation of gamma-ray laser based on dense hot plasma of tantalum / VA.Skvortsov, N.I.Vogel // - Abstracts. Ultraintense Laser Interactions and AppIications-2- Pisa, Italy, 2000 - P.125.

123. Маев Д.Е. Математическое моделирование лазерно-индуцированных разрядов и их рентгеновской диагностики / Д.Е Маев., ВА. Скворцов // Тез. докл. XVI Межд. конф.:

Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество.-Терскол, 2001.- С.19-20.

124. Круковский А.Ю. Электровзрывы металлических проволочек под действием сверхмощных токов / А.Ю.Круковский, В.А.Скворцов // Тез. докл.XXVIII Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС-Звенигород, 2001. -М.Изд. НС по проблеме: Физика плазмы. 2001.- С. 138.

125. Скворцов В.А. Нелинейная магнитогидродинамика взрывающихся проволочек / / В А.Скворцов И Тез. XXIX Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС-Звенигород, 2002. - М. Изд. НС по проблеме: Физика плазмы. 2002.- С. 187.

126. Скворцов В А. Физика нелинейных быстропротекающих процессов в лазерно-индуцированных разрядах / В.А.Скворцов, Н.И.Фогель // Материалы 12 Международной научной школы-семинара «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах». ИИПТ HAH Украины,- Николаев, 2005.-c.26.

127. Скворцов В А. Физика и техника лазерно-индуцированных источников короткоимпульсного рентгеновского и корпускулярного излучения /

/ В .А.Скворцов, Н.И.Фогель // Тез. док.33 Межд- Звенигородской конференции по физикеплазмы и УТС.- М., ЗАО НТЦ «ПЛАЗМАИОФАН», 2006,- С.233.

128. Skvortsov VA.. Vogel N.I. The generation of superstrong magnetic fields in plasma of iaserinduced discharges / V .A.Skvoitsov, N.I.Vogel // OI.4 - Abstracts. MEGAGAUSS XI International Conference, 2006. Imperial College - London-P.33-34.

Изобретение

129. Скворцов В.А. Заявка РФ на изобретение RU 2002128192 / В.А.Скворцов, Н.И.Фогель // Изобретения и полезные модели. Офиц. бюлл.Российского агентства по патентам и товарным знакам. ФИПС.-М., 2004.-№13 (2 часть) от 10.05.2004,- С.354-355.

130. Скворцов В.А. Способ генерации короткоимпульсного рентгеновского и корпускулярного излучения при переходе вещества в экстремальные состояния в условиях применения пониженных напряжений / В А.Скворцов, Н.И.Фогель // Патент РФ. RU 2266628 С2 .20.12.2005.- Бюлл. №35.

Скворцов Владимир Анатольевич

ФИЗИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ПОТОКОВ ЭНЕРГИИ С ВЕЩЕСТВОМ

Подписано в печать 27.11.06 Формат 60x84 1/6. Усл.печ.л. 1.8 Тираж 120 экз.. Заказ № 461 Московский физико-технический институт (Государственный университет) 141700, Московская область, г. Долгопрудный Институтский пер.9

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВАКУУМНО-ИСКРОВЫХ РАЗРЯДОВ

Введение к главе

1.1 .Электрогидродинамическая модель вакуумно-искровых разрядов

1.2.Электровзрыв катодного микроострия (автомодельное приближение)

1.3. Примеры математического моделирования вакуумно-искровых разрядов с помощью самосогласованной ЭГД-модели

1.4. Электрический разряд при высокоскоростном ударе в вакууме 53 Выводы к главе

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛАЗЕРНО-ИНДУЦИРОВАННЫХ РАЗРЯДОВ

2.1. Постановка задач, подходы и цели математического моделирования лазерно-индуцированных разрядов в вакууме

2.2. ЭГД-моделирование миниатюрного плазменного фокуса

2.3. Моделирование процессов генерации рентгеновского излучения при лазерно-индуцированных разрядах (при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях и= 12 В - 2.7 кВ)

2.4. Математическое моделирование МГД-процессов

2.5. Элекроразрядная имплозия, индуцированная фемтосекундным лазерным излучением

2.6. Электроразрядная имплозия при электровзрыве катодного острия 111 Выводы к главе

Глава 3. ФИЗИКА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МГД ПРОЦЕССОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПИКОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРНЫХ

ИМПУЛЬСОВ НА МИШЕНЬ

Введение к главе

3.1. Математическое моделирование физики взаимодействия пикосекундного лазерного излучения с металлической мишенью

3.2. Неустойчивость сильного МГД-разрыва в лазерной плазме

3.3. Исследование генерация коротковолнового излучения из плотной плазмы Та-181 при лазерно-индуцированных разрядах в вакууме

3.4. Генерация сверхсильных магнитных полей при лазерно-индуцированных разрядах в вакууме 153 Выводы к главе

Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МГД И ЭГД ПРОЦЕССОВ ПРИ ЭЛЕКТРОВЗРЫВАХ ПРОВОДНИКОВ

4.1. Краткое описание математической модели

4.2. Электровзрыв одиночных проводников под воздействием сильных токов

4.3.Электровзрыв массивов проволочек

4.4. Нелинейные процессы и экстремальные состояния в плазме, образованной при электровзрыве миниатюрного вольфрамового кольца 183 Выводы к главе

Глава 5. ПЛАЗМОЭМИССИОННАЯ ДИНАМИКА НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД Введение к главе

5.1.Математическое моделирование электрических разрядов в окрестности нейтронных звезд без учета магнитных полей случай "черных дыр")

5.2. Математическое моделирование электрических разрядов в окрестности нейтронных звезд с учетом магнитных полей 199 Выводы к главе

Глава 6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНТЕНСИВНЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ С ВЕЩЕСТВОМ

Введение к главе 6 205 6.1 Математическое моделирование физики взаимодействия МИП с веществом

6.2. Импульсные разрушения металлических пластин и имитация высокоскоростного удара с помощью МИП

6.3. О возможности ионно-пучковой защиты космических аппаратов от метеоритов и космического мусора

6.4. Динамика перехода вещества в экстремальные состояния под воздействием пучков тяжелых ионных

6.5. Динамика ударных волн, генерируемых при комбинированном воздействии мощных ионных и лазерных пучков на мишень

6.6. Инициирование очагов повреждений в металлах при высокоэнергетичной импульсной имплантации ионов 229 Выводы к главе

Глава 7. КУМУЛЯТИВНЫЙ ЭФФЕКТ ПРИ ВЫСОКОСКОРОСТНОМ УДАРЕ

7.1. Постановка задачи

7.2. Описание используемой математической модели

7.3. Обсуждение результатов расчетов 237 Выводы к главе 7 247 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 248 Литература

Развитие новых высоких технологий с использованием концентрированных потоков энергии, экспериментальные исследования в области физики экстремальных состояний, современные разработки в области сильноточной электроники и микроэлектроники, создание компактных источников рентгеновского и гамма-излучения, исследования в области инерциального термоядерного синтеза, поиск альтернативных путей решения проблемы УТС, разработка новых способов защиты космических аппаратов и станций от метеоритов и космического мусора, исследование механизмов "работы" таких астрофизических объектов, как пульсары и «черные дыры», наконец, решение многих важных прикладных задач, - весь этот широкий круг проблем современной физики требует для своего успешного решения и применения разработки адекватных математических моделей и проведения многочисленных вычислительных экспериментов. Настоящая работа, выполненная на стыках вычислительной математики и различных областей физики (физики плазмы, теплофизики, физики твердого тела, физики лазерно- индуцированных, вакуумно-искровых и дуговых разрядов, физической электроники, физики пучков заряженных частиц и даже астрофизики), отчасти восполняет существующие пробелы в арсенале теоретических моделей и способствует созданию более полной физической картины изучаемых процессов при взаимодействии КПЭ с веществом. Большая часть расчетно-теоретических работ по физике плазмы и инерциальному термоядерному синтезу (примерно до конца семидесятых -середины восьмидесятых годов) проводилась без детального (совместного) учета физико-химических свойств реальных веществ и индуцированных электромагнитных полей. В математических моделях по физике плазмы все транспортные коэффициенты описывались (да, нередко, и сейчас описываются) с использованием широко известной работы С.И. Брагинского [1]. Это было обусловлено, отчасти отсутствием надежной базы данных по теплофизическим, электрофизическим и оптическим свойствам реальных веществ с одной стороны, и стремлением большинства исследователей оперировать с ограниченным и универсальным набором параметров (плазменная частота, дебаевский радиус и т.п.). При этом создавались (и сейчас создаются) очень интересные математические модели, например, модель ленгмюровского коллапса В.Е. Захарова, а также многочисленные модели нелинейных волн (солитонов) в плазме, теория сильной и слабой турбулентности плазмы.

В данной работе предпринята попытка восполнить существующий пробел в области математического моделирования физики взаимодействия КПЭ с веществом, с упором на учет индивидуальных свойств вещества в широком диапазоне параметров (не забывая и про коллективные процессы в плазме). Например, в мире существует очень мало действующих надежных математических моделей, которые позволяли бы описывать переход вещества из нормального исходного состояния (будь то газ или твердое тело) в плазменное состояние, включая неидеальную и высокотемпературную плазму. Опыт создания таких математических моделей, апробированных на количественном описании перехода вещества в экстремальные состояния с использованием традиционных систем (ускорителей мощных ионных и электронных пучков, мощных лазеров, сильных взрывов), позволил автору создать математические модели и провести численные исследования динамики перехода вещества в экстремальные состояния и генерации рентгеновского излучения в таких компактных системах, которые ранее не использовались в указанных целях. Фактически автором было открыто новое направление в физике экстремальных состояний, основанное на использовании уникальных свойств вакуумных электрических разрядов, инициируемых даже при сравнительно малых прикладываемых напряжений (вплоть до 12 В). Это направление намного экономичнее по сравнению с другими направлениями, в которых используются дорогостоящие ускорители, лазеры, метательные или взрывные устройства. Оно не требует создания больших экспериментальных комплексов или полигонов, все натурные эксперименты могут быть проведены на обычном лабораторном столе, а вычислительные эксперименты - на современном персональном компьютере.

Кроме того, на базе этих же математических моделей при их модернизации в плане учета основных физических свойств вакуумных систем сильноточной электроники была создана двумерная самосогласованная математическая модель процессов взрывной электронной эмиссии. Теоретически предсказаны и численно исследованы ряд новых быстропротекающих физических процессов (эффектов) в системе ионный пучок- плазма - металлическая мишень, лазерный луч- плазма-металлическая мишень (когда при развитии неустойчивости сильного МГД-разрыва в микрообъеме плазме имеет место сверхвысокая кумуляция энергии), а также в плазме электрических разрядов (как в вакуумных мини-диодах, так и на полюсах нейтронных звезд). Дано новое объяснение механизмам "работы" пульсаров (включая, миллисекундные и "одиночные" рентгеновские пульсары). Все это свидетельствует об актуальности данной работы.

К числу основных вопросов, рассматриваемых в диссертации, относятся вопросы по теоретическому описанию: физики процессов генерации и взаимодействия пучков ускоренных частиц с веществом, взаимодействия интенсивного пикосекундного лазерного излучения с веществом, плазмоэмиссионной и ударно-волновой динамики нейтронных звезд, а также физики быстропротекающих процессов высокоскоростного соударения. При этом электро- и магнитогидродинамические процессы в токонесущей плазме различных физических систем (от катодных пятен до нейтронных звезд) являются главенствующими, что и определило выбор основной специализации работы. Главной целью всей работы было нисколько разработка физико-математических моделей (которая проводилась совместно с квалифицированными математиками), сколько проведение вычислительных экспериментов для прогнозирования, выявления и количественного описания новых физических эффектов в различных системах: концентрированные потоки энергии (КПЭ)- вещество, а также экспериментальная проверка некоторых основных результатов вычислительных экспериментов. Поэтому автор принял участие и в ряде натурных физических экспериментов по исследованию нелинейных процессов в плазме лазерно-индуцированных разрядов в вакууме и газах, в частности, по исследованию генерации рентгеновского и гамма-излучения из танталовой плазмы, генерации и диагностике сверхсильных полей в лазерной плазме, а также "стреляющих вихрей" (подобных миниатюрным черным дырам).

Для количественного описания динамики перехода вещества в экстремальные состояния (включая состояния сильно неидеальной и высокотемпературной плазмы) под воздействием разного вида КПЭ, необходимо было использовать современные достижения вычислительной математики и знания из разных областей физики: физики твердого тела, электрофизики, физики пучков заряженных частиц и лазерного излучения, электродинамики, астрофизики и т.д. В настоящей диссертации отражены результаты работ, выполненных автором (в период: 1986-2001 гг.) в Институте высоких температур АН СССР (впоследствии ОИВТ РАН) индивидуально и совместно с сотрудниками этого института под общим руководством В.Е. Фортова. Тогда были выполнены работы по физике взаимодействия мощных ионных пучков и электровзрыву катодного микроострия (лишь некоторые из них вошли в гл. 1 , 6 и 7 настоящей диссертации). Тогда же, при поддержке и сотрудничестве с Г.А. Месяцем, были выполнены работы по динамике эктонов и взрывной электронной эмиссии ВЭЭ. Заметим, что большая часть этих работ лишь названа в диссертации, т.к. включение всех выполненных расчетов и работ по указанной тематике сильно бы увеличило объем диссертации.

Затем (в период: 1994 - 2006 гг.) в Техническом университете г. Кемнитц (Германия), сотрудничая с Н.И. Фогель в рамках международных проектов, и в МФТИ ГУ (2001-2006 гг.) - были выполнены работы по главам 2-5. С середины 1994 года работы выполнялись в основном по следующим направлениям:

1. Математическое моделирование наносекундных электрических разрядов в вакууме (в том числе и лазерно- индуцированных).

2. Плазмоэмиссионная динамика нейтронных звезд.

3. Физика микро-плазмофокусных систем.

4. Математическое моделирование РМГД-процессов при электрических взрывах микропроводников, а также при лазерно-индуцированных разрядах в вакууме и лазерно-искровых разрядах в газах.

5.Натурные физические эксперименты и математическое моделирование по физике генерации рентгеновского (и гамма-) излучения и сверхсильных магнитных полей в лазерной плазме.

Все эти направления объединяет одно направление, которое до сих пор является одним из важных направлений ряда академических и отраслевых институтов России, и которое взято в качестве названия данной диссертационной работы: "Физическая механика и математическое моделирование взаимодействия КПЭ веществом". Обилие и широкое разнообразие работ по этой тематике, связано в основном с различными технологическими применениями, прикладными и фундаментальными исследованиями в области физики экстремальных состояний вещества.

До этого, автор принимал участие в теоретических исследованиях по кинетике и газодинамике неравновесной пучковой плазмы (в период с 1978 по 1986 гг.). Тогда работать надо было, фактически "с нуля", т.к. такая наука как "кинетика неравновесной пучковой плазмы" в то время еще не существовала. Даже после, когда были написаны первые статьи и книги близкие по этой тематике (см., например, [2-6]), еще много было вопросов, требующих скрупулезного сбора информации о сечениях, вероятностях и коэффициентах скоростей многочисленных элементарных процессов, играющих важную роль в кинетике неравновесной пучковой плазмы. Такие интересные и полезные книги близкие по указанной тематике (как, например, [7,8]) начинали выходить в свет позднее. Со временем в печати появились и другие работы по созданию аналогичных моделей (см., например, [9-10]). Наряду с кинетикой неравновесной пучковой плазмы автору пришлось иметь дело, тоже впервые, и с неравновесной газодинамикой тепловых взрывов, которые образуются с некоторой временной задержкой после прохождения релятивистских электронных пучков или лазерного излучения через молекулярный газ. Эта часть работы тоже опущена в диссертации, как и последующие работы по моделированию взаимодействия РЭП с диэлектриками и ряд других.

При выполнении исследований автор старался учесть возможные практические применения концентрированных потоков энергии. Например, для обработки конструкционных материалов; для защиты космических аппаратов от микрометеоритов и космического мусора; для создания устройств импульсной сильноточной электроники; для разработки новых источников рентгеновского (и гамма) излучения, работающих при пониженных внешних прикладываемых напряжениях (в отличие от хорошо известных высоковольтных рентгеновских аппаратов); а также для разработки компактных ускорителей настольного типа и т. д. Отсюда в основном и происходил выбор научных задач, разумеется, новых нерешенных еще никем, на момент их постановки и решения автором.

Научная новизна. Работа выполнена на новом научном направлении: создание математических моделей и проведение численного исследования сложных физических систем "КПЭ-вещество" с детальным учетом совокупности физико-химических свойств реальных веществ. Именно детальный учет индивидуальных свойств веществ в математических моделях и позволил автору предсказать ряд новых физических эффектов и объяснить физические механизмы экспериментально наблюдаемых эффектов, которые не имели полного и корректного количественного описания. Обнаружены новые физические эффекты (и численно исследованы их механизмы):

-самофокусировка электрического тока в плазме катодного факела и генерация "стреляющих солитонов" на его поверхности, сопровождающаяся генерацией микропучков заряженных частиц с высокой плотностью тока (1104 МА/см2), развитием перегревной неустойчивости и образованием возвратных тепловых волн;

- электроразрядная имплозия (инициирование направленного во внутрь вещества потока электромагнитной энергии);

- резонансный эффект по генерации нелинейной волны разогрева при взаимодействии интенсивных ионных пучков с веществом;

- генерация "стреляющих вихрей";

- термомагнитная неустойчивость сильного МГД-разрыва в лазерной плазме и др.

Выдвинута новая гипотеза по механизму образования интенсивных пучков и плазменных струй, а также рентгеновского излучения из ряда астрофизических объектов (пульсаров и квазаров).

В ходе работ по указанному выше общему направлению автором было дополнительно формулировано и обосновано такое неожиданное и интересное новое направление как физика экстремальных состояний вещества в электроразрядных устройствах, работающих при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях (сотни и десятки вольт, вплоть до 12 В). На этом направлении тоже получены интересные результаты. Получен патент РФ на изобретение, которое впервые было внедрено в ТПУ (г. Томск).

На защиту выносятся:

1. Двумерные нестационарные термо-электрогидродинамическая и магнито-гидродинамическая модели электроразрядных процессов, нашедших свое широкое применение: для количественного описания плазмоэмиссионых процессов в системах - от катодных пятен до нейтронных звезд.

2. Расчетно-теоретическая модель ВЭЭ с учетом всех значимых (на субнаносекундных и наносекундных временах) физических процессов.

3. Новые способы электроразрядной и ионно-пучковой защиты космических аппаратов и станций от микрометеоритов и космического мусора.

4. Теоретическое предсказание и объяснение новых физических механизмов и эффектов: а) Самофокусировка и дефокусировка электрического тока в плотной плазме катодного факела (на фоне перехода металл-диэлектрик и струйного гидродинамического течения в плазме вначале появляются каналы повышенной проводимости, а затем исчезают под влиянием разогрева и теплопереноса, так может повторяться несколько раз: самофокусировку сменяет дефокусировка, т.е. имеет место своеобразная "пульсирующая" или апериодическая самофокусировка). б) Эффект генерации "стреляющих солитонов", который сопровождаются генерацией пучков заряженных частиц с высокой плотностью тока (14 2

10 МА/см), развитием перегревной неустойчивости и образованием возвратных тепловых волн. в) Эффект генерации "стреляющих вихрей", обнаруженный в вычислительных и натурных физических экспериментах. г) Эффект образования микроплазменного фокуса во время "контактного коллапса" вблизи анодной поверхности, сопровождающийся переходом вещества в экстремальные состояния (с максимальным давлением 100-200 Мбар, удельной внутренней энергией до нескольких десятков МДж/г), и генерацией жёсткого рентгеновского излучения. Это излучение может генерироваться в результате плазменного прерывания в анодной области, где в микрообъёмах электрический потенциал достигает высоких значений (несколько десятков кВ и выше, до нескольких МВ). д) Резонансный эффект возбуждения нелинейной волны разогрева в твердотельной мишени под воздействием интенсивных ионных пучков. е) Физический механизм электроразрядной имплозии. ж) Механизм генерации сверхсильных магнитных полей за счет развития термомагнитной неустойчивости сильного МГД-разрыва в высокотемпературной лазерной плазме.

5. Результаты натурных экспериментов по:

-измерению спектра рентгеновского излучения плазмы Та-181 лазерно-индуцированных разрядов в вакууме;

-исследованию механизмов генерации остро направленного (и изотропного) гамма-излучения из плазмы Та-181 (на длине волны нм, предположительно лазерного гамма излучения, полученного в режиме усиления спонтанного излучения - УСИ) и по диагностике такого излучения; -измерению сверхсильных магнитных полей (в гигагаусном диапазоне) по зеемановскому расщеплению №-подобных ионов Та-181.

6. Результаты РМГД- расчетов воздействия пикосекундных лазерных импульсов на металлические мишени.

7. Новый механизм работы пульсаров, основанный на плазмоэмиссионной динамике нейтронных звезд при электрических разрядах (грозах) в окрестностях их полюсов. Исследование этого механизма показало: наряду с "традиционными пульсарами", в которых основную роль играют процессы в электрон-позитронной плазме", могут существовать еще и пульсары, главную роль в работе которых играют процессы в "обычной" (электрон-ионной) плазме. Важно, что новый вид пульсаров может "работать" и при гораздо более слабых электрических полях, т.к. для них вовсе не требуется рождения позитронов.

8. Новый механизм, объясняющий генерацию сверхмощных электронных пучков и плазменных струй (например, из квазара ЗС27Э , это объяснение контрастирует с опубликованным ранее, основанным на предположении о сверхтяжелых черных дырах ). В новом механизме главную роль играют электромагнитные силы и плазмоэмиссионные процессы.

9. Новое объяснение спородическим (случайным) импульсам электромагнитного излучения пульсаров, поскольку электрические разряды в окрестности нейтронных звезд могут происходить так же не строго периодически.

10. Новое объяснение механизма работы миллисекундных пульсаров - не за счет их сверхбыстрого вращения, а за счет миллисекундных разрядов.

И. Новый механизм сверхмощной термоядерной детонации и взрыва, за счет штормов вблизи поверхности нейтронных звёзд.

12. Новое направление: применение электроразрядных устройств, работающих при сравнительно невысоких прикладываемых напряжениях (вплоть до 12 В) для осуществления перехода вещества в экстремальные состояния (когда в микрообъемах вещества реализуются давления вплоть до сотен Мбар, а удельные энерговклады достигают десятки МДж/г) и генерации как мягкого, так и жесткого рентгеновского излучения.

13. Математическое моделирование кумулятивного эффекта при высокоскоростном ударе.

14. Математическое моделирование физики взаимодействия МИЛ (а также МИЛ совместно с мощным лазерным излучением) с конструкционными материалами.

15. Математическое моделирование радиационной магнитной гидродинамики электровзрывов металлических проволочек (как одиночных, так и системы проволочек).

Практическая ценность

Результаты математического моделирования используются в настоящее время при разработке и создании компактных источников рентгеновского и гамма- излучения новых типов, для исследований динамики перехода вещества в экстремальные состояния в миниатюрных электроразрядных устройствах, представляющих, в свою очередь, интерес как для фундаментальных так и прикладных исследований.

По материалам диссертации автором были подготовлены и прочитаны следующие основные курсы лекций студентам старших курсов: "Введение в физику взаимодействия КПЭ с веществом" (МФТИ, 1990-1998 гг.) и "Вычислительная физика и химия" (МГТУ "Станкин", 1998-2000 гг.), что на практике способствовало подготовке более сотни молодых квалифицированных специалистов.

Научная достоверность и обоснованность результатов и выводов работы подтверждается тем, что они получены математически корректными методами и хорошо согласуются количественно и качественно с имеющимися экспериментальными результатами.

Апробация работы. Полученные результаты докладывались и обсуждались на : 7 Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Томск, 1988); 8 Всесоюзном симпозиуме по сильноточной электронике (Свердловск, 1990); школах-семинарах "Физика импульсных разрядов в конденсированных средах" (Николаев, 1987, 1989,1991,1993, 1995, 2003, 2005); Звенигородские конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород, 1997-2006); SPIE Int. Conf. Intense microwave and particle beams.III. Los Angeles, CA. USA. 1992; 9th International Conference on High-Power particle beams, Washington, DC May 25- 29, 1992; 9 th IEEE Pulsed Power Conf. Albuquerque, New Mexico, June 21-23, 1993; 21 Int. Conf. Phenomena in Ionized Gases. Bochum, 1993; XVI Int. Symp. on Discharges & Insulation in Vacuum (Moscow-St.Peterburg., 1994); 10-th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (San Diego, CA 1994);

Всеросийской конференции "Физика низкотемпературной плазмы" ( Петрозаводск, 1995); 10 и 14 Международных конференциях "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество" (Терскол, 1995 и 1999); Hypervelocity Impact Symposium (HVIS-94), Oct.l6-19 1994, Santa Fe, New Mexico, USA; International Conference on Physics of Strongly Coupled Plasmas (Binz, Germany, 1995); Workshop on Complex Fluids and Plasmas, 18-21 Sept. 1995, Eindhoven; XVII-th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Berkeley, 1996; 11-ой Международной конференции "Уравнения состояния", Нальчик, 1996; 11-th International Conference on High Power Particle Beams, (Прага, 1996); 7 th Workshop Advanced Accelerator Concepts, Lake Tahoe, USA, 1996); ICPIG-XXIII (Toulouse, 1997); Russian-Italian workshop "Nonlinear Processes in Astrophysical and Laboratory Plasma" (Звенигород, 1998); XXVIII th ISDEIV, Eindhoven, August 17-21, 1998; International Conference on Strongly Coupled Coulomb Systems (1999, Saint-Malo, France); 3d Int. Conf. on Laborator Astrophysics with intense lasers (Houston, USA, 2000); III International ITEP-TWAC Workshop on " Beam-Plasma Interactions" (Москва, 2000); XIX th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (Xi'an , China, 2000); 31 EPS on Plasma Physics (London, 2004); 13 Международном симпозиуме по сильноточной электронике (Томск, 2004); 11 Международной конференции по сверхсильным магнитным полям и их приложениям (Megagauss XI - Ultra high magnetic fields, technology and applications), London, 10-14 September 2006) и др., а также на научных семинарах в ИОФАН, МГУ, ОИВТ РАН, ИТЭС РАН, МФТИ на международных семинарах в Калифорнийском университете (Irvine, USA), Super Computer Research Institute (Tallahassee, USA), Ecole Polytechnique (Paris, France), TU Chemnitz (Germany), KfK (Karlsruhe, Germany), LBNL (Berkeley, USA) и др.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано свыше ста печатных работ (включая две научные монографии, патент РФ на изобретение, статьи, препринты, доклады и тезисы докладов на Всероссийских и международных конференциях). Список работ приведен в конце диссертации [11-129].

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения; содержит 275 страниц текста, в том числе 3 таблицы, 150 рисунков и список литературы из 250 наименований.

Выводы к главе 7

Расчеты данной работы демонстрируют, что имеются возможности:

1) управлять параметрами кумулятивных струй путем варьирования геометрии ударника и его скорости;

2) увеличивать скорость метания тел (кумулятивных струй) при воздействии более медленных ударников с коническими выемками на тонкие экраны;

3) увеличивать разрушающее воздействие - "сверлить" мишени, расположенные за тонкими защитными экранами, причем увеличение расстояния между экраном и мишенью не играет той ключевой роли, на которую обычно рассчитывают при защите от летящих с большой скоростью тел (в данном случае просто теряет смысл решение задачи Уиппла [245]);

4) осуществлять синхронную (единичную и множественную) генерацию спицеобразных кумулятивных струй и колец при воздействии ударниками с соответствующими профилями на тонкие экраны.

Получено также, что: а) при больших растворах конической выемки ( а > 120 °) ударника в рассматриваемой системе может иметь место эффект обратной кумуляции; б) при меньших углах может происходить двух- и трехкратная кумуляция с обратным отражением струи при высокоскоростном взаимодействии с тонким экраном ударника с конической выемкой на торце.

Заключение

В заключение формулируем основные результаты диссертационной работы:

I. Созданы двумерные нестационарные термо-электрогидродинамическая и магнитогидродинамическая модели быстрого (происходящего за субнаносекундные и наносекундные времена) инициирования взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ), с учетом всех значимых (на таких малых временах) физических процессов.

II. Открыта (в ходе численного исследования физических механизмов генерации сверхсильных магнитных полей) термомагнитная неустойчивость сильного МГД- разрыва в высокотемпературной лазерной плазме. В условиях развития этой неустойчивости впервые в лазерной плазме осуществлена генерация и измерение (с точностью < 5 %, по спектральным характеристикам рентгеновского излучения №-подобных ионов ТаХЬУ1) сверхсильных магнитных полей в гигагаусном диапазоне (0.4-1.4 ГГс), а также измерена температура ионов (Т} = 116 ± 6 кэВ).

III. Измерен рентгеновский спектр плазмы Та-181 при лазерно-индуцированных разрядах в вакууме. Показано, что обнаруженное остронаправленное излучение на длине волны 0.2 нм может быть лазерным гамма-излучением в режиме УСИ вдоль плазменных микроструй. Проанализирован физический механизм генерации такого излучения.

IV. Проведено численное исследование гидродинамики взаимодействия ионных пучков с веществом; кумулятивного эффекта при высокоскоростном ударе; электрогидродинамики катодных факелов, образованных при вакуумно-искровых разрядах и при вакуумных разрядах, индуцированных пикосекундным лазерным импульсом; а также радиационной магнитогидродинамики взаимодействия лазерного излучения с металлическими мишенями и электровзрывов проводников. В ходе этих вычислительных экспериментов обнаружены и количественно описаны следующие новые физические механизмы и эффекты: а) Резонансный эффект генерации нелинейной волны разогрева при воздействии интенсивных ионных пучков на металлические мишени. б) Механизм образования и взаимодействия встречных кумулятивных струй при высокоскоростном соударении цилиндрического тела (с конической выемкой) с разнесенными преградами. в) Эффект самофокусировки (и дефокусировки) электрического тока в плотной плазме катодного факела, когда в процессе перехода металл-диэлектрик и струйного гидродинамического течения, вначале появляются в плазме каналы повышенной проводимости, а затем исчезают под влиянием разогрева и теплопереноса, причем эти процессы могут повторяться, т.е. имеет место своеобразная "пульсирующая" или апериодическая самофокусировка. г) Эффект генерации "стреляющих солитонов", который сопровождается генерацией пучков заряженных частиц с высокой плотностью тока (1104 МА/см2), развитием перегревной неустойчивости и образованием возвратных тепловых волн. д) Эффект генерации "стреляющих вихрей" (подобных миниатюрным "черным дырам") в условиях электровзрывов проводников и лазерно-индуцированных разрядов в вакууме, а также лазерно-искровых разрядов в газах, вблизи металлической мишени. е) Эффект образования микроплазменного фокуса во время "контактного коллапса" вблизи анодной поверхности, сопровождающийся переходом вещества в экстремальные состояния и генерацией рентгеновского излучения. ж) Эффект генерации мягкого и жесткого рентгеновского излучения при низковольтных разрядах, который получил экспериментальное подтверждение [169] и был запатентован [128,129]. Этот эффект сопровождается переходом вещества в экстремальные состояния и образованием корпускулярных потоков (многозарядных ионов и электронов). Почти все названные выше эффекты получили к настоящему времени экспериментальное подтверждение (см., например, [26,30,126-129,169] и др.).

V. Предложены и исследованы новые физические механизмы: а) электроразрядной имплозии, показаны перспективы ее применения для создания миниатюрных термоядерных систем; б) сверхмощной термоядерной детонации и взрывов на поверхности нейтронных звезд - как результат грозовых разрядов вблизи поверхности нейтронных звёзд; в) работы пульсаров (в том числе миллисекундных), основанные на плазмоэмиссионной динамике нейтронных звезд при электрических разрядах (грозах) в окрестностях их полюсов. В рамках этой теоретической модели удалось по-новому взглянуть и дать объяснение целому ряду наблюдаемых астрофизических явлений.

VI. Выполнен расчет, анализ и прогноз возможности использования электрогидродинамической защиты от микрометеоритов и "космического мусора". Установлено, что существуют оптимальные параметры внешней цепи и приложенного напряжения, при которых происходит наиболее эффективное разрушение высокоскоростного ударника индуцированным при электрическом разряде током высокой плотности. С помощью вычислительных экспериментов продемонстрирована возможность ионно-пучковой защиты космических аппаратов и станций от малых метеоритов (или мелких фрагментов космического мусора). Определены параметры требуемых для этой цели ионных пучков.

Благодарности

Автор чтит светлую память Николая Васильевича Филиппова и Татьяны Ивановны Филипповой, которым очень благодарен за критические замечания и обсуждения результатов работы по математическому моделированию плазмофокусных систем, и, у которых многому научился в ходе совместной работы по гранту ИНТАС ("Физика плазмофокусных систем"). Автор выражает искреннюю благодарность: академикам Г.А. Месяцу и В.Е. Фортову за поддержку и сотрудничество на начальном этапе работы; д.ф.-м.н. TU Chemnitz Н.И. Фогель за сотрудничество и помощь в работе; профессорам А.Д. Гладуну и А.А. Рухадзе, за предоставленную возможность выступать с научными докладами у них на научных семинарах и за все полученные там полезные советы и ценные замечания; профессору Технического университета г.Кемнитц (TU Chemnitz) Кристиану фон Борцзысковскому и директору Суперкомпьютерного исследовательского института в г.Таллахасси (SCRI, Tallahassee) профессору Дж. Ланнути за внимание к работе и предоставленную возможность проведения ряда вычислительных экспериментов на высокопроизводительных ЭВМ; а также коллегам по работе в ОИВТ РАН, особенно: С.Б. Базарову, П.П. Иванову, В.В. Костину и В.А. Морозу; сотрудникам других институтов: Г.С. Волкову, А.Ю. Круковскому, Д.Е. Маеву и А.А. Оточину,- за помощь в работе. Автор благодарен всем своим Учителям, а также ученикам -аспирантам и студентам МФТИ и МГТУ "Станкин" за интерес и внимание, с которыми они в течение ряда лет слушали лекции, основанные на материалах данной работы.

1. Брагинский С.И. Явления переноса в плазме. Вопросы теории плазмы. Вып.З.-М.: Атомиздат, 1964.-С.183-272.

2. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. -М.: Атомиздат, 1977 280 с.

3. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1978.-С.365-376.

4. Коновалов В.П., Сон Э.Е. Функция распределения электронов и состав молекулярной плазмы, возбуждаемой пучком электронов//ЖТФ.- 1980-Т.50.-С.300-310.

5. Абрамян Е.А., Альтеркоп Б.А., Кулешов Г.Д. Интенсивные электронные пучки-М.: Энергоатомиздат, 1984.-231 с.

6. Русанов В.Д., Фридман А.А Физика химически активной плазмы М.: Наука, 1984.-411 с.

7. Норман Г.Э., Полак Л.С., Сопин П.И., Сорокин Г.А. Синтез соединений в плазме, содержащей углеводороды-М.: Наука, 1985-С.ЗЗ.

8. Ю.Месяц Г.А. и др. Импульсные газовые лазеры- М.: Наука, 1991 272 с. П.Бугров Н.В., Захаров Н.С., Скворцов В.А. Динамика сплошной среды при интенсивных импульсных воздействиях - Сергиев Посад: Изд. ЦФТИ МО РФ, 1999.-239 с.

9. Бойко В.И., Скворцов В.А., Фортов В.Е., Шаманин И.В. Взаимодействие импульсных пучков заряженных частиц с веществом.-М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2003. 288 с.

10. Лешкевич С.Л., Скворцов В.А., Фортов В.Е. Импульсное разрушение металлической пластины протонным пучком // Письма в ЖТФ.-1989.-Т.15, №.22.- С.39-43.

11. Гасилов В.А., Скворцов В.А. Численное исследование динамики развития осесимметричных тепловых взрывов в колебательно неравновесном азоте // ТВТ.- 1989.- Т.27, № 4. С.771-776.

12. Бушман A.B., Лешкевич С.Л., Месяц Г.А., Скворцов В.А., Фортов В.Е. Математическое моделирование электровзрыва катодного микроострия // ДАН СССР.-1990.- Т.312, №.6.- С.1368-1371.

13. Амиров A.A., Ананьин П.С., Быстрицкий В.М., Иванов И.Б., Красик Я.Е. Толмачева В.Г., Скворцов В.А. Генератор мощных субмикросекундных ионных и электронных пучков // ПТЭ 1989 - №.1- С.39-42.

14. Костин В.В., Скворцов В.А., Фортов В.Е. Инициирование очагов повреждений в металлах при высокоэнергетичной импульсной имплантации ионов //Письма в ЖТФ- 1991.-Т.17. Вып.18.-С.50-55.

15. Skvortsov V.A., Fortov V.E. Dynamics of interaction of directed energy flows with matter SPIE Proc. Conf. Vol.1629: "Intense Microwave and Particle Beams III". Los Angeles, CA USA 19-25 January 1992 - P.379-390.

16. Костин B.B., Скворцов B.A., Фортов В.Е. Математическое моделирование разрушающих воздействий ионных пучков на металлические мишени // ТВТ.- 1993 Т.31, №6.- С.897-902.

17. Севальников А.Ю., Скворцов В.А. Кинетика неравновесной плазмы, образованной пучками ускоренных электронов и протонов // Физика плазмы. -1994.- Т.20, № 4.- С.434-440.

18. Базаров С.Б., Скворцов В.А. Кумулятивный эффект при ысокоскоростном ударе // ТВТ.- 1994,- Т.32, № 6.- С.813-819.

19. Bazarov S.B., Skvortsov V.A. Cumulative effect by high velocity interaction. Hypervelocity Impact Symposium (HVIS-94).- Oct. 16-19 1994. Santa Fe, New

20. Mexico, USA // Intern. Journal of Impact Engineering- 1995 .-Vol. 17, No. 1 -6. --P.47-55.

21. Fortov V.E., Novikova T.P., Lebedev A.N., Romanov G.S., Skvortsov V.A., Teterev A.V. Hypervelocity impact fusion of heavy clusters // ibid P.323-328.

22. Skvortsov V.A. The nonequilibrium beam plasma // Physica B: Physics of Condensed Matter.-1996.- Vol.B228-P. 173-176.

23. Skvortsov V.A., Milyutin P.V. Nonlinear dynamics of semicrystalline beams of charged particles // ibid. -P. 177-179.

24. Vogel N.I., Skvortsov V.A. Plasma parameters within the cathode spot of laser-induced vacuum arcs: experimental and theoretical investigations // IEEE Tr. on PS.-1997.-25, №4.-P.553-563.

25. Vogel N.I., Skvortsov V.A. Resonance self-channeling of directed energy flows in laser spark and space plasmas // Phystech Journal 1997 - Vol.3, No.3. -P.71-91.

26. Lebedev A.A., Fortov V.E., Skvortsov V.A. Thermonuclear fusion under highvelocity cluster impact// International Journal of Impact Engineering 1997-Vol.20.-P.511-517.

27. Fortov V.E., Skvortsov V.A. Computer simulation of high power ion beams interaction with matter// Contrib. Plasma Phys.- 1999 Vol.39, No. 1-2 - P. 159164.

28. Skvortsov V., Etlisher B., Krukovsky A. Computer simulation of electro-explosions of metallic wires and hydrocarbon fibers with taken into accountproperties of strongly coupled plasmas. J. Phys. IV. France 2000 - Vol.10, No: pr.5.-P.263-266.

29. Милявский B.B., Скворцов B.A. Расчет динамики взаимодействия интенсивных пучков электронов с диэлектриками. ТВТ.-1995- Т.ЗЗ, №5. -С.795- 801.

30. Милявский В.В., Скворцов В.А. Особенности генерации волн сжатия в диэлектриках импульсным электронным пучком //Хим. физика-1995-Т.14, №1-С. 100-107.

31. Milyavskii V.V., Skvortsov V.A., Peculiarities of Compression Wave Generation in Dielectrics by a Pulse Electric Beam. Chem. Phys. Reports. (Ed. by V.I. Goldanskii).- 1995.-Vol. 14,No.: 1- 3.-P.113-121.

32. Скворцов В.А., Фогель Н.И. Физика нелинейных процессов, происходящих при воздействии пикосекундных импульсов лазерного излучения на танталовые мишени в вакууме и воздухе // Электромагнитные волны и электронные системы 2002 - Т.7, №7.- С.64-73.

33. Bushman A.V., Leshkevich S.L., Mesyats G.A., Skvortsov V.A., Fortov V.E. Numerical investigation of the electro-explosion of cathode microedge: Proc. XIX ICPIG. Belgrade.- 1989.- Contr. Papers.-Vol.l.-P.l 16-117.

34. Mesyats G.A., Skvortsov V.A., Fortov V.E. and et. al.Computer simulation of explosive electron emission initiation processes // ibid- P. 940-945.

35. Fortov V.E., Skvortsov V.A., Kostin V.V., Vorobjev O.Yu., Lomonosov I.V., Ni A.L., Hoffmann I., Goel B. Generation of extreme states in condensed matter by high-power ion beams: Proc.9 BEAMS. Washington, DC - May 25- 29, 1992.-P. 969-975.

36. Fortov V.E., Mesyats G.A., Moroz V.A., Polishchuk A.Ya., Skvortsov V.A. Dynamics of strongly coupled cathode micro- plasma: Proc. Int.Conf. on Strongly Coupled Plasma Phys.- Rochester, USA.- 1992. N.Y.-1993 P.197-200.

37. Fortov V.E., Mesyats G.A., Skvortsov V.A. Computer simulation of matter explosion by pulsed currents and electrical fields: Proc. 9 IEEE Pulsed Power Conf.- Albuquerque, New Mexico.- June 21-23,1993.- Vol. 1.- P. 166-169.

38. Mesyats G.A., Skvortsov V.A., Fortov V.E., Moroz V.A. Electro-Hydrodynamics of cathode microtorch: Proc. 21ICPIG- Bochum 1993-Vol.l.-P.15-16.

39. Skvortsov V.A., Krukovsky A.Yu., Otochin A.A., Calculation of Plasma MHD-Flow in Vacuum-Spark Discharge: Proc. of the XVIISDEIV Moscow-St. Peterburg. - May 23- 30,1994.- P. 199-201.

40. Skvortsov V.A. Mathematical modeling of vacuum breakdown : Proc.40 th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts (Chicago, Oct., 1994).- P.43-50.

41. Skvortsov V.A. Generation of extreme states in condensed matter under high voltage vacuum breakdown//ibid-P.51-57.

42. Skvortsov V.A.,Vogel N.I. The direct observation of gamma-ray laser radiation from dense plasma of tantalum-181: Proc. Ill Int. Conf. Intense Ion Beam Interaction with Ionized Matter M.: ITEP, 2000, - P.239-250.

43. Skvortsov V.A.,Vogel N.I. Experimental and theoretical investigation of strongly coupled cathode microplasma: Proc. Int. Conf. on Physics of Strongly Coupled Plasmas.(Binz. Sept. 1995, World Scientific, Singapore- London).-1996. -P.343-350.

44. Skvortsov V.A., Milyutin P.V. Nonlinear Dynamics of semicrystalline beams of charged particles // ibid. -P.361-364.

45. Vogel N., Skvortsov V. Plasma parameters within the cathode spot of laser-induced vacuum arcs: experimental and theoretical investigations: Proc. XVII-ISDEIV.-Berkeley, 1996.-Vol.1.-P. 89-98.

46. Vogel N., Skvortsov V.A. The generation of high power charged particle micro beams and its interaction with condensed matter // ibid—P.518—521.

47. Skvortsov V.A., Vogel N.I. The reflected and resonance transition radiation from micro beam plasma: Proc. ICPIG-XXIII.- Toulouse July 17-22,1997-Vol.4.-P.270-271.

48. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Computer and Physical Simulations of electro-discharge phenomena near the neutron stars// ibid—Vol. 3 —P .14-15.

49. Skvortsov V. A. Extreme states of matter and X-ray generation during vacuum-spark discharges under comparatively small applied voltage: Proc. XXVIII th ISDEIV. Eindhoven.- 1998.- Vol.1.- P.126-129.

50. Skvortsov V. A. Dynamics of micro plasma focus formation in vacuum-spark discharges: Proc. 1998 Int. Congress on Plasma Physics combined with 25 th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics-Prague June 29-July 3,1998. -P.989-992.

51. Skvortsov V. A. Thermonuclear explosions of neutron stars induced by its storms//ibid.-P. 1055-1058.

52. Skvortsov V.A. The extreme states of matter and X-ray generation under low voltage vacuum discharges: Proc.ISDEIV-2000, Sept.l 8-22. -Xi'an, China. -Vol.1.- P.85-88.

53. Skvortsov V.A. Computer simulation of electroexplosions of micro wires // V.2. -P.686-691.

54. Skvortsov V.A., Vogel. N.I. Miniature black-holes generation by laser-induced electromagnetic collapse in plasma: Proc. 31st EPS Conf. on Plasma Phys. -London. 28 June 2 July, 2004.- ECA .-Vol.28 G. -P-4.029.

55. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Physics of a point-like x-ray sources based on micro-plasma focus systems // ibid. -P-5.001.

56. Krukovsky, A. Maev D, Nikitine D., Novikov V., Skvortsov V., Vogel N. The radiative magnetohydrodynamics of miniature laser plasma system // ibid. -P-2.035.

57. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Physics of the X-ray sources based on laser-induced discharges: Proc. 13th Int. Symp. on High Current Electronics (Tomsk, July 2004).-P. 341-344.

58. Skvortsov V.A. The electrodischarge implosion // ibid P.345-348.

59. Skvortsov V.A. Nonlinear processes and extreme states in plasma produced by electroexplosion of miniature tungsten ring // ibid P. 349-352.

60. Скворцов B.A. Неустойчивость сильного разрыва в плазме лазерно-индуцированных разрядов в вакууме и газе: Тез. 12 Международной научной школы-семинара «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах».- Николаев 2005 - С. 5-7.

61. Арсеньев Д.А., Скворцов В.А., Сорокин Г.А. Исследование начальной стадии взаимодействия сильноточного релятивистского электронного пучка с молекулярным азотом // Вопросы дифракции электромагнитных волн М.: МФТИ.- 1982.-С.63-70.

62. Скворцов В.А., Зайцева Н.С. Кинетика неравновесной плазмы, образованной РЭП в молекулярном кислороде // Дифракция и распространение волн.- М. МФТИ.-1985 С. 119-125.

63. Скворцов В.А. Автоколебания в неравновесной плазме // Дифракция и распространение волн в неоднородных средах М.: МФТИ,- 1987 - С.140-143.

64. Лешкевич C.JL, Скворцов В.А. Численное исследование динамики образования микрократеров на аноде при электрическом разряде //Методы и средства обработки информации на ЭВМ. М.: ВНИИФТРИ.- 1988.- С.79-83.

65. Бушман A.B., Лешкевич С.Л., Месяц Г.А., Скворцов В.А., Фортов В.Е. Расчет электровзрыва катодного микроострия // Исследование вещества в экстремальных условиях. Под ред. В.Е. Фортова, Е.А. Кузьменкова М.: ИВТАН.- 1990-С.81-88.

66. Барсуков A.B., Мороз В.А., Скворцов В.А. Численное исследование возбуждения волн сжатия в упругопластических средах импульсным пучком ионов // Там же С.175 -182.

67. Gasilov V.A., Krukovskii A.Yu., Skvortsov V.A. et al. Calculation of the development of axisymmetric thermal explosion in molecular gas // IVTAN Reviews, Hemisphere Publ. Corp-1988.- Vol.2, No.3-P.269-300.

68. Скворцов В.А. Кинетика неравновесной плазмы лазерно-искрового разряда// Актуальные физико-технические проблемы энергетики М.: ИВТАН.- 1989.-С.39-40.

69. Барсуков A.B., Мороз В.А., Скворцов В.А. К вопросу о взаимодействии ионных пучков с упруго- пластическими средами // Там же С.98-99.

70. Скворцов В.А. Возбуждение нелинейных волн разогрева мощным пучком тяжелых ионов в конденсированной среде // Вопросы дифракции и распространения волн.-М.: МФТИ- 1993-С.49-53.

71. Скворцов В.А. Плазмоэмиссионная динамика вакуумно-искровых разрядов // Науч. труды НИЦ ТИВ ОИВТ РАН. Под ред. акад. В.Е. Фортова и к.т.н А.П. Лихачева. Выпуск. 1-1996, М.: ОИВТ РАН.-1997.- С.145-162.

72. Костин В.В., Скворцов В.А. Генерация и усиление ударных волн при комбинированном воздействии интенсивных лазерных и протонных пучков на алюминиевую мишень// Вопросы дифракции и распространения волн. -М.: МФТИ-1993.-С. 54-5 7.

73. Скворцов В.А. Экстремальные состояния вещества при контактном коллапсе в вакуумных разрядах // Вопросы дифракции и распространения электромагнитных и акустических волн М.: МФТИ. -1998- С. 13-23.

74. Скворцов В.А., Круковский А.Ю. Математическое моделирование электровзрывов микропроводников в вакууме : Тез. X Межд. школы-семинара "Физика импульсных разрядов в конденсированных средах". -Николаев.- 2001 -С.35-37.

75. Маев Д.Е., Скворцов В.А. Математическое моделирование лазерно-индуцированных разрядов в вакууме и их рентгеновской диагностики // Там же.- С. 38-40.

76. Скворцов В.А., Фогель Н.И. Генерация жесткого гамма-излучения при лазерно-индуцированных разрядах и сопутствующие процессы // Физика экстремальных состояний вещества-2002. Под ред. В.Е. Фортова и др. Изд. ИПХФ РАН. Черноголовка,- 2002.- С. 136-138.

77. Скворцов В.А. К вопросу о генерации ионно-звуковых солитонов: Препринт ИВТАН. № 5-106. 1983. С. 1-31.

78. Скворцов В.А. Исследование ионно-звуковых солитонов системе пучок-плазма: Препринт КИЯИ. № 83-4. Киев. 1983. С.13-17.

79. Гасилов В.А., Круковский А.Ю., Скворцов В.А. Расчет динамики развития цилиндрического канала лазерно-искрового разряда в воздухе: Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР, № 59. 1986.- С. 1-15.

80. Арланцев C.B., Мхеидзе Г.П., Савин A.A., Скворцов В.А. Кинетика неравновесной плазмы, образованной слаботочным электронным пучком в воздухе: Препринт ИОФАН, № 184.- M 1987.-49 с.

81. Лешкевич С.Л., Скворцов В.А., Фортов В.Е. Динамика разрушения металлической пластины короткоимпульсным ионным пучком: Препринт ИВТАН № 6- 244.- М.-1988.- С .1-17.

82. Фогель Н.И., Скворцов В.А. Резонансное самоканалирование направленных потоков энергии и ускорение ионов при лазерно-искровых разрядах в воздухе: Препринт ОИВТ РАН, № 5-407. М - 1997.-37 с.

83. Скворцов В.А., Фогель Н.И. Генерация лазерного гамма-излучения из плотной плазмы тантала -181: Препринт М. Изд. СТАНКИН - 2000. -15 с.

84. Leshkevich S.L., Skvortsov V.A., Fortov V.E. Numerical investigation of the hydrodynamical evolution under intensive impulse actions: Abstructs of 8 th Int. Conf. on High Power Particle Beams-Novosibirsk July 2-5,1990- Part.l-P.171.

85. Bushman A.V., Garibashvili I.D., Lomonosov I.V., Mesyats G.A., Skvortsov V.A., Fortov V.E. Computer simulation of explosive emission initiation processes // ibid. Part.2 P.213.

86. Иванов П.П., Месяц Г.А., Скворцов B.A., Фортов В.Е., Мороз В.А. Численное моделирование электровзрывов катодных микроострий: Тез.5 Всесоюз. школы "Физика импульсных разрядов в конденсированных средах". -Николаев-1991 -С.66-68.

87. Скворцов В.А. и др. Кумулятивный эффект при высокоскоростном ударе и его применение в технологии // Там же.-С. 83.

88. Месяц ГЛ., Скворцов В.А., Фортов В.Е., Динамика развития эмиссионных центров при вакуумных пробоях: Тез. докл. 6 научной школы «Физика импульсных воздействий на конденсированные среды». -Николаев.-1993 -С.99- 101.

89. Круковский А.Ю., Оточин А.А., Саваторова B.JL, Скворцов В.А. Расчет МГД- течения плазмы вакуумно-искрового разряда // Там же С. 106.

90. Скворцов В.А. Математическое моделирование физических процессов в приэлектродной плазме наносекундных вакуумно-искровых разрядов: Материалы конф. «Физика низкотемпературной плазмы» (Петрозаводск, июнь 1995).- Т.З.- С.384-386.

91. Месяц Г.А., Скворцов В.А., Фортов В.Е. Расчет динамики эктонов: Тез.10 Межд. конф. «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». -Терскол 1995.-С.3—4.

92. Скворцов В.А. Математическое моделирование наносекундных вакуумно-искровых разрядов: Тез. докл. 7 Науч. школы «Физика импульсных разрядов в конденсированных средах».- Николаев 1995- С.24-26.

93. Skvortsov V. A. Dynamics of micro plasma focus formation in vacuum-spark discharges. Abstructs of 1998 Int. Congress on Plasma Physics combined with 25 th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics Prague. June 29-July 3,1998. -Part2. - P.551

94. Skvortsov V. A. Thermonuclear explosions of neutron stars induced by its storms // ibid P. 597.

95. Vogel N.I., Skvortsov V.A. Resonance-self-channeling of directed energy flows: Proc. XIV Int. Conf. Influence of Intense Energy Flows on Matter. -Terskol- 1-5 March, 1999.-P.29.

96. Skvortsov V.A. Computer simulation of vacuum-spark discharges: from cathode spots to neutron stars // ibid P.30.

97. Скворцов В.А. Динамика взаимодействия интенсивных микропучков тяжелых ионов с веществом: Тез. XXVI Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС. (Звенигород, март 1999).- С.231.

98. Skvortsov V. Super high power thermonuclear detonation and explsion on the surface of neutron star induced by its storms// ibid.-P.232.

99. Skvortsov V.A., Yarochkin A.V. The role of Nottingham effect in dynamics of high voltage vacuum breakdowns// ibid P.233.

100. Skvortsov V.A.,Vogel N.I. The creation of gamma-ray laser based on dense hot plasma of tantalum: Abstracts. Ultraintense Laser Interactions and Applications-2, Pisa, Italy.- Sept.29-Oct.3,2000 P. 125.

101. Skvortsov V.A., Vogel N.I. The news in physics of electrodischarge phenomena: from cathode spots to neutron stars: Program. 3d Int. Conf. on Laborator Astrophysics with intense lasers March 29-April 1,2000 - Houston, USA.

102. Круковский А.Ю., Скворцов В.А. Электровзрывы металлических проволочек под действием сверхмощных токов: Тез. докл. XXVIII Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС. (Звенигород, 2001).- М. Изд. НС по проблеме «Физика плазмы»,- 2001- С.138.

103. Маев Д.Е., Скворцов В.А. Математическое моделирование лазерно-индуцированных разрядов и их рентгеновской диагностики: Тез. XVI Международная конференция «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество».- Терскол. -2001. С. 19-20.

104. Скворцов В.А. Нелинейная магнитогидродинамика взрывающихся проволочек: Тез. докл. XXIX Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС.- М.- 2002. С. 187.

105. Круковский А.Ю., Маев Д.Е., Новиков В.Г., Скворцов В.А., Фогель Н.И. Радиационная лазерно-индуцированных разрядов в аргоне: Тез.32 Звенигородской конф. по физике плазмы и УТС. (Звенигород, февраль 2005).- М.: ЗАО НТЦ ПЛАЗМАИОФАН. -С.257.

106. Skvortsov V.A. Vogel N.I. The generation of superstrong magnetic fields in plasma of laser induced discharges: Abstracts. MEGAGAUSS XI Int. Conf. 1014 Sept. 2006. Imperial College.- London. -P.33-34.

107. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Nuclear reactions in superstrong magnetic fields //ibid.-P.l 19-120.

108. Skvortsov V.A. Vogel N.I. The generation of superstrong magnetic fields in plasma of laser induced discharges: Proc. MEGAGAUSS XI Int. Conf. (London, Sept. 2006). OI.4.

109. Skvortsov V.A., Vogel N.I. Nuclear reactions in superstrong magnetic fields //ibid.- P2.40.

110. Заявка РФ на изобретение RU 2002128192 /Скворцов В.А., Фогель Н.И. Изобретения и полезные модели. Офиц. бюлл. Российского агентства по патентам и товарным знакам. ФИПС Москва - 2004, №13 (2 ч.) от 10.05.2004.- С.354-355.

111. Скворцов В.А., Фогель Н.И. Способ генерации короткоимпульсного рентгеновского и корпускулярного излучения при переходе вещества в экстремальные состояния в условиях применения пониженных напряжений. Патент РФ. RU 2266628 С2 . 20.12.2005.- Бюлл. №35.

112. Яловец А.П. Динамические и электрофизические эффекты при взаимодействии интенсивных потоков заряженных частиц с веществом. Докторская диссертация. Челябинск, 1993.-336 с.

113. Кудрявцев Л.Д. Мысли о современной математике и ее изучении М.: Наука, 1977.-112 с.

114. Парфенов А.Г. Нестационарная модель катодных и прикатодных процессов вакуумной дуги. Докторская дисс Екатеринбург. 1992.-226 с.

115. Колгатин С.Н. Широкодиапазонные интерполяционные уравнения состояния вещества в применении к исследованию импульсных электрофизических и тепловых процессов с высокой удельной концентрацией энергии. Докторская диссертация Санкт-Петербург. -1996.-299 с.

116. Математическое моделирование электрической дуги под. ред. B.C. Энгельшта. Фрунзе: Издательство ИЛИМ, 1983.-240 с.

117. Shade E., Shmelev D. Numerical modeling of plasma behavior and heat flux to contacts of vacuum arcs with and without external axial magnetic field (AMF). Proc. XX ISDEIV.-Tours, 2002. P.44-51.

118. Кесаев. И.Г. Катодные процессы электрической дуги-М.: Наука, 1968.-244 с.

119. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Автоэлектронные и взрывные процессы в газовом разряде Новосибирск: Наука.- 1982.-255 с.

120. Месяц Г.А. Эктоны. -Екатеринбург: УИФ Наука. Ч.1.-1993. 4.2,3-1994.

121. Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Импульсный электрический разряд в вакууме. Новосибирск: Наука, 1984 - 256 с.

122. Сливков И.Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме М.: Энергоатомиздат-1986 - 256 с.

123. Nottingham W.R. Remarks on Energy Losses Attending Thermoionic Emission of Electrons from Metals // Phys.Rev.- 1941.-V. 59.- P.906-907.

124. Гинзбург В.JI., Шабанский В.П. Кинетическая температура электронов в металлах и аномальная электронная эмиссия. ДАН СССР.-1955.-Т.100, №3. -С.445-448.

125. Федоренко Р.П. Введение в вычислительную физику. -М.: Изд. МФТИ. -1994.-528 с.

126. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред М.: Физматлит, 1994 - 448 с.

127. Bertholf L.D., Buxton L.D., Thome B.G. et al. Damage in steel plates from hypervelocity impact. II. Numerical results and spall measurement // J.Appl. Phys.-1975.-V.46, No.9-P.3776-3783.

128. Коршия Т.К., Тишкин В.Ф., Фаворский А.П., Шашков М.Ю. Вариационный подход к построению разностных схем для уравнения теплопроводности на криволинейных сетках // ЖВММФ, 1980 Т.20, №2. -С.401-421.

129. Фортов В.Е., Якубов И.Т. Неидеальная плазма М.: Энергоатомиздат. -1994.-368 с.

130. Gathers G.R. Thermophysical properties of liquid Copper and Aluminum. International journal of Thermophysics// 1983.-Vol.4, No 3.-P.209-226.

131. Ebeling W., Fortov V.E., Gryaznov V.K., Forster A., Polishchuk A.Ya. Thermophysical properties of hot dense matter. Leipzig : Teubner-Texte zur Physik. -1990.

132. Сугак С.Г., Канель Г.И., Фортов B.E. и др. Численное моделирование действия взрыва на железную плиту // ФГВ.-1983 Т.19, №2.-С.121-128.

133. Лоскутов В.В., Лучинский А.В., Месяц Г.А. Магнитогидродинамические процессы в начальной стадии взрывной эмиссии // ДАН СССР 1983. -Т.271, №5 - С.1120- 1122.

134. Press W.H., Flannery В.Р., Teukolsky S.A., Vetterling W.T. Numerical Recipes. The Art of Scientific Computing. Cambridge University Press London. -1986.-818 pages.

135. Murphy E.L., Good R.H. Thermionic Emission, Field Emission and the Transition region // Phys. Rev.-1956.- V.102, No 6.- P.1464-1473. 154.Schwirzke F.R. Vacuum Breakdown on Metal Surfaces// IEEE Tr. PS-1991.-Vol.19.-P. 690-698.

136. Литвинов E.A., Месяц Г.А., Парфенов А.Г. Особенности перехода металл-плазма на начальной стадии взрывоэмиссионного цикла на катоде // ДАН СССР. -1991.- Т.320, № 2.- С.319-321.

137. Проскуровский Д.И., Пучкарев В.Ф. Прикатодное падение потенциала в вакуумном диоде при взрывной эмиссии электронов // Изв. ВУЗов. Серия Физика.- 1975, №12.- С.57-63.

138. Mesyats G.A., Proskurovsky D.I. Pulsed Electrical Discharge in Vacuum. Springer.-Verlag.-Berlin 1989.

139. Halbritter J. Dynamics Enhanced Electron Emission and Discharges at Contaminated Surfaces // Appl. Phys 1986 - Vol. A39.- P.49-57.

140. Noll R., Neff W., Ruhl F., Herziger G. Observation of Picosecond Modulated Electron Beams from the Plasma Focus // Phys. Letters.-l983.-Vol.99 A.-P.435-436.

141. Волков Н.Б., Искольдский A.M. Аналогии между ночальными состояниями возникновения хаоса и электрическим взрывом проводников // Письма в ЖЭТФ.- 1990.- Т. 51.- С.560-562.

142. LathamR.V. High voltage vacuum insulation: the physical basis. Ac. PressLondon.- 1981.

143. Kovalchuk B.M., Mesyats G.A. Shpack V.G. Generation of high-power subnanosecond electron beams in diode with explosive emission: Proc. ISDEIV. -Novosibirsk.-1976.-P.387-390.

144. Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Взрывная эмиссия электронов из металлических острий // Письма в ЖЭТФ. -1971- Т.13 С.7-10.

145. Татаринова Н.В. Влияние процессов в порах поверхности электродов на вакуумную электроизоляцию. Докторская дисс М.: МИФИ - 1998 - 303 с.

146. Wroe Н. Vacuum Arcs on tungsten cathodes // Nature-1958 V.182, No.4631 -P.338-339.

147. Smith C.G. The mercury arc cathode// Phys. Rev.-1942.-V.62,Nl.-P.48-54.

148. Tanberg R. On the electric arc drown in vacuum // Phys. Rev 1930 - V.35, No3.-P.294.

149. Гасилов В.А., Захаров C.B., Круковский А.Ю., Новикова Т.П., Оточин Ал.А., Оточин Ан.А., Скороваров К.В. Комплекс программ для расчета одномерных плоских и цилиндрических МГД-течений: Препринт ИПМ, № 163.-1990.

150. Фогель Н.И. Генерация рентгеновского излучения в вакуумных разрядах при низком напряжении // Письма в ЖЭТФ 1998.-Т. 67, №9 - С. 622-627.

151. Филиппов Н.В. Обзор экспериментальных работ, выполненных в ИАЭ им. И.В. Курчатова, по исследованию плазменного фокуса // Физика Плазмы-1983 .-Т. 9 ,№ 1.-С.25-44.

152. Bushman A.V., KanelG.I., NeeA.L., FortovV.E. Thermophysics and Dynamics of Matter at High Energy Densities, Hemisphere Publ., N.Y.- 1992.

153. Айвазов И.К., Аранчук JI.E., Боголюбский С.Л., Волков Г.С. Кольцевые образования в короне проволочки, взорванной током // Письма в ЖЭТФ. -1985.-Т. 41.-С. 111-114.

154. Вихрев В.В., Иванов В.В., Кошелев К.Н. Формирование и развитие микропинчевой области в вакуумной искре// Физикаплазмы-1982. -Т. 8, № 6.-С.1211-1219.

155. Самарский А.А., Галактионов В.А., Курдюмов С.П., Михайлов А.П., Режимы с обострением в задачах для квазилинейных параболических уравнений.-М.: Наука, 1987.-476 с.

156. Лифшиц И.М., Мейерович Б.Э. О резонансной автоэлектронной эмиссии из металла в плазму // ДАН СССР.-1979.-Т.244,№4.- С.847-851.

157. Манин Ю.И. Матричные солитоны и расслоения над кривыми с особенностями // Функциональный анализ и его приложения. -1978 Т. 12. Вып. 4. -С.53-67.

158. Проскуровский Д.И., Пучкарев В.Ф. Прикатодное падение потенциала в вакуумном диоде при взрывной эмиссии электронов // Известия ВУЗ-ов. Серия Физика.- 1975, № 12.- С.57-63.

159. Короп В.Е., Плютто А.А. Влияние плазмы на эмиссию острийного катода//ЖТФ. -1971.- Т.41, №5.-С. 1055-1057.

160. Баженов Г.П., Ладыженский О.Б., Литвинов Е.А., Чесноков С.М. К вопросу о формировании эмиссионной границы плазмы катодного факела при взрывной эмиссии электронов // ЖТФ. -1977 Т.47 - С.2086-2091.

161. Гордеев А.В., Куксов П.В., Фанченко С.Д., Шуваев В.Ю. Филаментация тока в сильноточных диодах // Физика плазмы. -1988 Т. 14. Вып.11 .1. С.1335—1329.

162. Toepfer A. J.,Bradley L.P. Plasma Instabilities in High-Current FieldEmission Diodes // J. Appl. Phys.- 1972.- Vol.43, No.7.- P.3033-3036.

163. Куксов П.В., Фанченко С.Д. Динамика филаментации тока диода сильноточного генератора РЭП // Письма в ЖТФ. -1986 Т.12. Вып.24-С. 1493-1497.

164. Дюдерштадт Дж., Мозес Г., Инерциальный термоядерный синтез М.: Энергоатомиздат, 1984.-301 с.

165. Winterberg F., Implosion of the superpinch // Zeitschrift fur Physik-1978-Vol. A284. -P. 43-49.

166. Degnan J.H., Reinovsky R.E., Honea D.L., Bengtson R.D., J. Appl. Phys.-l 981 .-Vol.52.- P.6550.

167. Коровин С.Д., Месяц Г.А., Ростов В.В., Ульмаскулов М.Р., Шарыпов К.А., Шпак В.Г., Шунайлов С.А., Яландин М.И. Субнаносекундный источник импульсов излучения в диапазоне 38 ГГц с импульсной мощностью 1 ГВт // Письма в ЖТФ.- 2004 -Т.30, №3.- С.68-74.

168. Лебо И.Г., Тишкин В.Ф. Исследование гидродинамической неустойчивости в задачах лазерного термоядерного синтеза М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006 -304 с.

169. Vshivkov V.A., Naumova N.M., Pegoraro F., Bulanov S.V. Nonlinear electrodynamics of the interactions of ultra-intense laser pulses with a thin foil // Physics of Plasmas. -1998.- V.5, No.7 P.2727-2741.

170. Weibel E.S. Spontaneously growing transverse waves in a plasma due to an anisotropic velocity distribution. // Phys. Rev. Lett 1959 - V.2, No.3 - P.83-84.

171. Блохин A.M., Трахинин Ю.Л Устойчивость сильных разрывов в магнитной гидродинамике и электрогидродинамике. Москва-Ижевск: Ин-т компьютерных иссл., 2004 324 с.

172. Захаров Н.С., Шайнога И.С. Численное исследование динамики разлета и генерации магнитных полей в плазменных факелах // Механика жидкости и газа.- 1986, №6,- С.135-140.

173. Захаров Н.С., Руденко В.В. Магнитные поля и газодинамика плазмы, образующейся при воздействии на мишень излучения химического HF-лазера // Изв. АН. Сер. Физич. 1999.- Т.63, № 6.- С.1173-1180.

174. Stamper J.A., Popadopoulos К., Sudan R.N. et al. Spontaneous magnetic fields in laser-produced plasmas //Phys. Rev. Lett.- 1971.- V.26.-P. 1012-1015.

175. Sudan R.N. Mechanism for the generation of 109 G magnetic fields in the interaction of ultraintense short laser pulse with an overdense plasma target // Phys. Rev. Lett., 1993.-V.70. -P.3075-3078.

176. Mima K., Tajima Т., Leboeuf. Magnetic fields generation by the Rayleigh-Taylor Instability // Phys. Rev. Lett, 1978. -V.41, No.25. -P.1715-1719.

177. Belyaev V.S. et al. Plasma Satellites of X-ray lines of ions in a picosecond laser plasma // J. of Exp. and Theor. Phys.- 2004,- Vol. 99,- P.708-718.

178. Vogel N, Kochan N. Experimental investigation of stochastic pulsation and formation of light bullets with megagauss magnetic fields by an intense laser pulse propagating in preionizedplasmas//Phys.Rev.Lett -2001.-Vol. 86,No.21. P. 232-235.

179. Wagner U, Tatarakis M, Gopal A. et al. Laboratory measurements of 0.7 GG magnetic fields generated during high-intensity laser interactions with dense plasmas // Phys. Rev, 2004. -Vol. E 70.- P.026401-1-5.

180. Урпин B.A. Термомагнитные явления и остывание нейтронных звезд с магнитным полем // Астрономический журнал.-1985.-Т.62, № 2 С.258-267.

181. Гасилов В.А, Круковский А.Ю, Новикова Т.П., Оточин А.А. Об алгоритмах решения двумерных уравнений магнитной гидродинамики в комплекск програм РАЗРЯД: Препринт ИММ РАН. № 36 М.,1993-30 с.

182. Benattar R, Ney Р, Nikitin A, Zakharov S.V, Otochin А.А. et al. Implosion dynamics of a radiative composite z-pinch // IEEE Tr. on PS.-1998.-Vol.26, No.4- P.1210.

183. Самарский A.A., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. -М.: Наука, 1978. -592 с.

184. Никифоров А.Ф., Новиков В.Г., Уваров В.Б. Квантово-статистические модели высокотемпературной плазмы и методы расчета росселандовых пробегов и уравнений состояния М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2000.-400 с.

185. Анисимов С.И., Прохоров A.M., Фортов В.Е. Лазерная генерация мощных ударных волн: Препринт ИХФ АН СССР Черноголовка - 1981. -71 с.

186. Вакманн В.Е. Сложные сигналы и принцип неопределенности М.: Советское радио, 1969.-304 с.

187. Silin V.P. Physical processes in a laser-produced plasma: Proc. of the XV ICPIG. ( Mink. July 14-18, 1981). Invited papers.- P.357-366.

188. Аскарьян Г.А. Мезоны и нейтрино при сверхжатии. Кумулятивное и индукционное увеличение энергии частиц до мезонных при микровспышках энерговыделения // Письма в ЖЭТФ.- 1978.- Т.28. Вып.5.- С.322-325.

189. Remington В.A. High Energy Density Astrophysics in the Laboratory. Inertial Fusion Sciences and Applications. Ed. by K. A. Tanaka, D.D. Meyerhofer, J. Meyer-ter-Vehn. Kyoto Japan.: Elsevier.- 2001 - P.l003-1028.

190. Черепащук A.M., Чернин А.Д. Вселенная, жизнь, черные дыры. -Фрязино: Век 2,2003- 320 с.

191. Фушич В.И., Никитин А.Г. Симметрия уравнений Максвелла Киев. Наук. Думка, 1983.- 200 с.

192. Элтон Р. Рентгеновские лазеры. -М.: Мир, 1994.-335 с.

193. Высоцкий В.И., Кузьмин Р.Н. Гамма-лазеры.- М: МГУ, 1989.-174 с.

194. Арутюнян Р.В., Большое Л.А., Вихарев В.Д., Доршаков С.А., Корнило В.А., Смирнов В.П., Стрижов В.Ф.,Ткаля Е.В. О возбуждении низколежащих изомеров 181т Та 201т Hg в плазме: Препринт ИАЭ им. И.В. Курчатова.5090/6.-М.: 1990.-7 с.

195. Александров H.JL, Старостин А.Н. Неэкспоненциальная температурная зависимость скорости пороговых неупругих процессов в плотных средах // ЖЭТФ. -1998. Т.113, №5. -С.1661-1674.

196. Бондарьков М.Д., Коломиец В.М. Ядерное возбуждение при обратной внутренней конверсии // Известия АН СССР. Сер. Физическая-1990, Т.54, № 1,-С. 52-56.

197. Андреев A.B., Волков Р.В., Гордиенко В.М. и др. Возбуждение ядер тантала-181 в высокотемпературной фемтосекундной лазерной плазме // Письма в ЖЭТФ.-1999.-Т. 69, № 5-6.- С.343-348.

198. Спектроскопия многозарядных ионов в горячей плазме // Аглицкий Е.В., Вихров В.В., Гулов A.B. и др.- М.: Наука, 1991.- 206 с.

199. Гетц К., Калашников М.П., Максимчук A.M., и др. Аппаратура и методы диагностики лазерной плазмы по рентгеновским спектрам многозарядных ионов // Труды ФИАН им. П.Н. Лебедева.- 1990.-Т. 203.- С. 42-68.

200. Borrmann G. Uber die iterferenzen aus Gitterquellen bei Anregung durch Röntgenstrahlen // Annalen der Physik 1936. V.5, No.27- P.669-693.

201. Хокинг С., Пенроуз Р. Природа пространства и времени. Ижевск.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика».- 2000. 160 с.

202. Якобсон Т. Парентани Р. Эхо черных дыр / / ВМН. -2006, №3- С. 16-23.

203. Сахаров А.Д. Испарение черных мини-дыр и физика высоких энергий // Письма в ЖЭТФ. 1986. -Т.44,№6. -С.295-298.

204. Skvortsov V.A.,Vogel N.I. in book: Particles Physics in Laboratory, Space & Universe. (Proc.l 1th Lomonosov Conf. on Elementary Particle Physics Moscow.21.27 Aug. 2003). Ed. by A.I. Studenikin. World Scientific Co., Singapore-2005. -P. 373-382.

205. Morita M. // Progr. Theor. Physics.- 1973 V.49.- P.1574-1586.

206. Baldwin G.C., Solem J.S., Goldanskii V.I. // Rev. of Modern Phys. -1981.-V.53- P.687-744.

207. Ткаля E.B. О теоретической интерпретации экспериментальных результатов по возбуждению изомера 235mU (76.8 эВ) // Письма в ЖЭТФ.- 1991. -Т. 53-С.441-443.

208. Winterberg F. Atomkernenergie-Kerntech -1979- V. 34. -Р.243-247.

209. Пикуз С.А. О фазовом состоянии вещества керна в мощном разряде через проволочки // Письма в ЖТФ.-1999.-Т.69, №5.- С.349-354.

210. Забабахин Е.И., Забабахин И.Е. Явления неограниченной кумуляции. -М.: Наука,1988.- 172 с.

211. Kubes Р, Kolachek К., Krejjci A., et al., in Proc. Beams'96. Praha, Czech. Republik- 1996.- Vol.1.- P.162-169.

212. Мейерович Б.Э. Канал сильного тока.- M.iOOO ФИМА, 1999.-378 с.

213. Боголюбский СЛ., Данько С.А., Куксов П.В. и др. Формирование микропинчей в плазменных каналах при наносекундных электровзрывах проволочек мегаамперными токами: Препринт ИАЭ им. И.В. Курчатова. №4768/7. -М.:, 1989.-7 с.

214. Бескин B.C. Осесимметричные астрофизические течения в астрофизике. М. ФИЗМАТЛИТ, 2006.- 384 с.

215. Липунов В.М. Астрофизика нейтронных звезд М.: Наука, 1987 - 295 с 237.0uyed R, Pudritz R.E., Stone J.M. Episodic jets from black holes and protostars // Nature 1997 - Vol.385.- P.409-414.

216. Цыган А.И. Электрические поля нейтронных звезд // Природа 1994. № 8.- С.82-85.

217. Ruderman М.А., Sutherland P.G. // The Astrophysical Journal. -1975-Vol. 196.-P. 51-72.

218. Черепащук A.M. Массы черных дыр в двойных звездных системах // УФН.- 1994.-Т.166, №8 С.809-832.

219. Шкловский И.С. Проблемы современной астрофизики М.: Наука, 1982. -223 с.

220. Kurdyumov S.P., Samarskii A.A., Zmitrenko N.V. Heat localization effects in problems of ICF (Inertial Confinement Fusion): Intern. Journal of Modern Physics.- 1995.- V. В 9, No. 15.- P. 1797-1811.

221. Диденко A.H., Лигачев A.E., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на металлы и сплавы М.: Энергоатомиздат, 1987. -184 с.

222. Winterberg F. Alternative approch to inertial confinement fusion. -Phys. Rev. Let.- 1993. -V.172 A.- P.443-446.

223. Whipple F.L. Meteorites and space travel //Astronomical Journal. -1947-V.52, N 5 P. 131.246.3латин H.A., Красильщиков А.П., Мишин Г.И., Попов H.H. Баллистические установки и их применения в экспериментальных исследованиях М.: Наука, 1974.-344 с.

224. Агурейкин В.А., Крюков Б.П. Метод индивидуальных частиц для расчета течений многокомпонентных сред с большими деформациями// ЧММСС. -1986.- Т.17, №1,- С.17-31.

225. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели.- М.: Наука, 1973.-416 с.

226. Титов В.М. Возможные режимы гидродинамической кумуляциипри схлопывании облицовки //ДАН СССР 1979 - Т.247, №5.- С.1082-1084.

227. Мережковский Л.А., Реснянский А.Д., Титов В.М. Прочностные эффекты в обратной кумуляции // ДАН СССР.- 1986 Т.290, №6 - С.1310-1314.