Исследование автоколебательных режимов пучково-плазменного разряда в магнитном поле тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

«и:кзя-' : 1сударсга'5нярЧ: •иблйотска ' ;*. ИткТп искгтдиий

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ '' ' '• - ' ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ВИЗГМ0В; Игорь Викторович

ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПУЧКОВО-Ш1АЗМЕННОГО РАЗРЯДА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

01.04.08-физика и химия плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Автор

Москва - 1993 г.'

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физическом институте.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Димитров С.К.

Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

. Хвесвк В.И. •'•'.".•'

кандидат физико-математических наук Артамонов В.И.

Ведущая организация - • ВЭИ им. В.И.Ленина. /. .

Защита состоится " " о-пре/^, 1993г. в // часов на заседании специализированного совета К053.03.08 в Московском инженерно-физическом институте по адресу 115409, Москва, М-409, Каширское шоссе 31, тел. 324-84-98.

С диссертаццией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Автореферат разослан " /? " 1993г.

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

Ученый секретарь ___ ^ .

специализированного соЕета . ^ / С.Т.Корнилов.

ОБЩАЯ'ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ." "'''" ,

Актуальность работы. Плазма, возникающая при инкекции в газ достаточно интенсивного электронного' пучка» представляет из себя типичный пример' неравновесной системы с . широким спектром коллективных явлений и неустойчивостей. Проблема взаимодействия пучков с плазмой, дав простейшем одномерной случае, содержит много невыясненных вопросов. Неудивительно, что существующие в настоящее время физические' модели пучкоЕО-плазмешгаго взаимодействия, хотя и позволяют на качественном уровне объяснять / наблюдаемые явления, не обладают достаточной предсказательной силой, . чтобы удовлетворительно описать поведение пучковой плазмы, в условиях реального эксперимента, когда и пучок и плазма и?/.еют структуру, ограничены и находятся в контакте с электродами и стенкой, взаимодействуют не только с рабочим газо'«, но и продуктами эрозии и десорбции с материальной поверхности. Креме того, на поведение системы оказывает влияние диагностические, и вспомогательные устройства, а . также конечное магнитное . поле,; порой со сложной конфигурацией. Поэтому несомненный 1штерес представляет экспериментальное моделирование слокных неравновесных плазменных систем и процессов с помощью сравнительно простых лабораторных установок. •.

Возмсмгссть в широких пределах варьировать параметры плазмы и ее: эмиссионные характеристики стимулировали бурное развитие работ по пучково-плазменным генераторам и усилителям электромагнитных колебаний, ускорителям • заряженных частиц, система,л шкекции и нагрева плазмы в магнитных ловушках, Е плазмо-химических реакторах и: в некоторых -технологических устройствах. Однако подобные системы' еще далеки от совершенства' и по ряду параметров уступают традиционным вакуумным униполярным или альтернативным газоразрядным системам'.' Сравнительно мало изучены богатые возможности пучкоБо-плазмецшх устройств.в плане комплексного воздействия на вещество интенсивных потоков ионов, с-лектронов и электромагнитного излучения.

' Именно управляемое и комплексное воздействие, проводимое последовательно или параллельно, позволяет отрабатывать новые

высокопроизводительные технологические процессы и проводить испытания ответственных узлов и конструкционных материалов, работающих в условиях интенсивного плазменного облучения.

Цель работы. Экспериментальное исследование режимов горения и параметров пучково-плазменного разряда в магнитном поле.

Исследование возможности экспериментального моделирования с помощью пучкоЕо-плазменной установки процессов взаимодействия периферийной плазмы ТЯР о коллекторной пластиной, отработка методики проведетая испытаний конструкционных материалов, контактных устройств и средств диагностики.

Разработка и создание на базе пучково-плазменного разряда систем комплексной иоино-плазменной обработки материалов.

Научная новизна и практическая значимость работы. В процессе проведения работы были исследовьны режимы горения пучково-плазменного разряда при ; варьировании внешних характеристик экспериментальной установки, обнаружены ступенчатые переходы, позволяющие выделить ряд состояний, с существенно отличающимися свойствами. В частности, обнаружен режим самостоятельного ЬЧ-автогенерирующего разряда, при котором энергия источника постоянного тока. с высокой эффективностью (порядка 50 %) преобразуется в зкоргив ВЧ-колебаний, достаточную не только для поддержания разряда, но и для питания вспомогательных ускорительных устройств лли внешней нагрузки.

Показана возможность моделирования физических свойств периферийной плазмы ГЛУ с помощью пучково-плааменного разряда. Достигнутые параметры по плотности ионного току (до I А/см2) и плотности теплового потока (более I кВт/см2) в стационарном режиме позволяют проводить . эрозионные и тепловые испытания кандадатных материалов и моделей щиемкых устройств для лимитеров и диверторов. •

Предложен и реализован экспериментально ряд схем и устройств для комплексной иоино-плазменной обработки поверхности металлических и диэлектрических изделий.

(

■-.•--"■-V:На защиту, выносятся следующие-положения. : • .,-'"".•"

1. Результата исследования . условий ■ зажигания • и горения нучково-плазменного разряда. Методика измерения' его парметров и управления эмиссиогаолп! характеристиками.

2. Эффект неустойчивого шизменно-поверхностного взаимодействия. Модель ■ неустойчивости, * оснбванная на нелинейном нарастании начального возмущения в гфиповерхностнбм слое объемного заряда. Принцип: автогеперашш перестраиваемых по частоте- и амплитуде ВЧ-колебанмй большой мощности .с. помощью пучково-гоюзменного разряда.

3. Самоподдеркивмощиеся режимы . разряда с высокочастотной автогенерацией и холодными электродами. Режимы,с ВЧ-автояагреЕом плазмы и селективным ускорением ионного компонента.

4. Разработка и • создание пучксво-плазменного комплекса : для имитации '.- взаимодействия периферийной плазмы ТЯР с конструкционными материалами и приемыши устройствами.

5. Разработка : методов комплексной ионно-плазмегаюй обработки материалов, на базе пучково-плазменного разряда.

•; Апробация.работы: ., Основные:: -результаты - работы били представлены на:, • ':. ■ ;

Международных, конферешиях по явлениям в' ионизованных. газах (Еелкко;?рито.чия,1907; Италия, 1991); • :

г. 18_ .Европейской' 'конференции': по „управляемому термоядерному сиснтезу." и физике-плазмы" (Германия, ,1991);'.

- 4 .'.:. Международной : 'конференции-по, иошткы.' источникам (Германия.ТЗЭ!); '.••'• ' ' . •

-,. 8 Всесоюзной, конференции по:низкотемпературной "плазме (Минск,' 1991); ; : . . ' , • ... . ,

- Всесоюзных конферёнццлд.' по физике: плаз,та и ее лркложешям (Звенигород,1987; 1989;- 1991; 1992; 1993);

- Всесоюзных конференциях по инженерным, проблемам ТЯР (Ленинград 1988, 1990); ' . .

- Всесошной конференции по взаимодействию ионов с поверхностью

Москва, 1991); " -У-'."■' v; ' ':"

- w¿«отраслевом семинаре "Физические основа и новые направления илазмеиной технологии в микроэлектронике" (Харьков 1989г.); "

- М~:*цународном семинаре по лазерным . и плазменным методам в микротехнологии (Ростов Великий, IÖ9I);

- научных семинарах ИАЭ, ВЭИ, МАИ, МИФИ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных' работ"! : •

. Структура и объем работы." Диссертация-состоит'из введения,-' пяти глав и заключения. Работа содержит 140 страниц, в-том-числе 110 страгащ машинописного текста, 2 таблицы, 28 рисунков.: Список литературы вклвчяет-97, наименований. ' ■ " -

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. ' . ;. ■ ' . .

Во введении дается общая характеристика 'работа; обсуждается ее актуальность,, цели.'и'задачи.исследования."

В обзорной главе . кратко рассматриваются существующие представления., о',, пучково-илазменном разряде, обсуждаются ' апериодические '. и периодические неустойчивости электронного пучка, ионизация газа и нагрев .плазмы в .результате бесстолкновительного ■ взаимодействия с электронным пучком.

Далее дается полное описание экспериментальной установки.Ее основу составляет секционированная цилиндрическая вакуумная камера диаметром 36 см и длиной 2,5 м с коаксиальными катушками магнитного поля. Средства вакуумной ' откачки включают высокопроизводительные диффузионные насосы с полиэфирным маслом и азотными ловушками, . что позволяет получать, вакуум до Ю-6 Topp. С помощью набора диафрагм дифференциальной откачки и системы газонапуска создается требуемое распределение .плотности рабочего газа по оси установки, вдоль которой транспортируется электронный пучок. Электронная пушка .'занимает одну из . торцевых секций с автономной вакуумной откачкой. . . .

Для измерения- параметров плазмы разработаны и изготовлены диагностические устройства, включающие ' .зонды разнообразных: конструкций. (Ленгмюра, . Маха, двойные, .', торцевые,. ионные, '

\ О ■ Л V . 7'■ ': i - -

эмиссионные),;масс-знализаторы с поворотом на 180° в собственном магнитном. поле- установки и с секторным электромагнитом для истекающих в.' осевом:направлении, донных ; потоков, сканирующие многосеточныё- энергоанализаторы, маятниковые измерители потока импульса ,• а также . термопарные . датчики и калориметры. Система кварцевых ' окон позволяет проводить • визуальное . . наблюдение фотографарорзанке и оптическую диагностику с помощью спектрографов и монохроматоров. .

В процессе'проведения - на описанной установке экспериментов с пучково-плазменным разрядом при варьировании основных внеших параметров:" давления", л распределения по оси рабочего газа, магнитного поля и «.го конфигурации, характеристик инжектируемого электронного' пучка, смещения ка "коллекторе и дополнительных электродах проявилось большое разнообразие реализуемых режимов с существенно отличающимися -свойствами генерируемой плазмы и ступенчатыми переходами;."Их.особенности необходимо учитывать при проведении имитационных-или. технологических'экспериментов.

Сильно неустойчивое состояние возникает при. незначительном превышении плотности.плазмы над первичным пучком, в этом случае развиваются .'мощные лучково-дрейфосые неустойчивости- с нерегулярней ' и аксиально несимметричными "пульсациями нескошенсированного (вплоть до'образования виртуального катода) объемного . заряда. "■ - При этом наблюдаются отраженные потоки первичных' электронов, -.происходит . сильное . упирение их энергетического спектра, в том числе' и в сторону- увеличения энергии.": Флуктуации, азимутального электрического шля приводят к существенному., нагреву . . ионного ' компонента и повымепному радиальному ".дрейфу, как . плазмы,'. так и первичного пучка. Данный режим реализуется, как-.правило, при низком давлении'рабочего' газа, Р<5.10~5Торр. . •' ^

. .. Стабилизация -пульсаций объемного''заряда при увеличении плотности плазменных электронов приводит к стягиванию разряда в шнур, по сечению - практически - совпадающий с первичным, пучком. Данное соостояние наблюдается при давлении рабочего газа Р > Ю-4 Topp, оно макроскопически устойчизо, эмиттированные катодом пушки электрош проходят весь тракт транспортировки и достигают

коллекторной пластины, сброс мощности пучка*на нагрев плазмы и рассеяние минимален вплоть до давления "порядка 10 Topp.

Между сильно диффузным неустойчивым и макроскопически устойчивым режимами разряда существует промежуточное состояние: разряд, как и в устойчивом, реззвле," имеет. ,вид шнура, площадь поперечного сечения которого значительно (по крайней мере на порядок величины) превышает сечение, первичного 'пучка. В этом режиме торцевой плазменный--поток имеет, наибольший ионный выход, а его значительная часть свободна от. быстрых электронов первичного пучка. Интересно отметить, -, что -в, этом.'состоянии истекающая на ■ коллектор - плазма шест ' максимальную потоковую скорость и обладает, соответственно,'. максимальной ■ реакцйей ' на маятниковые' датчики. , Наблюдается; ... .вращение первичного электронного пучка 'вокруг. ..оси, он- может расслаиваться ' на трубчатые структуры и керн. Искривленные участки магнитного поля плазменный'- поток совместно . с первичным пучком - проходит прямолинейно, '.перисекая магнлтные, поверхности. Шумовой - спектр показывает,, .появление, , Еыделеншх • частотных полос, в "диапазоне ю-100 мгц. ;'■■' , v,.:'--..-'

Взаимодействие плазменного , потока с приемной пластиной -, может принимать неустойчивый характер и приводить к генерации мощнмх электромагнитных ' колебаний ВЧ -и'СЕЧ диапазонов. В частности, . ПНР из несамостоятельного режима, управляемого инжектируемым в разрядную секцию электронным пучком, переводится в режим самостоятельного ВЧ-автогенерирующего разряда с холодным катодом, роль которого ..играет отрицательно смещенная приемная пластина (при этом накал пушки выключается, а "ее катод заземляется). , В . этом . случае ■ .обнаруживается ,. аналогия с сильноточной 7-формой ВЧЕ-разряда с той существенницей разницей, что для поддержания разряда используется. • сравнительно низковольтный источник постоянного тока, а, амплитуда колебаний, потенциала пластины ■ при ; хорошей . добротности ' контура и соответствующем выборе рабочей точки. может значительно (до 10 раз) превышать постоянное смещение; . .-В таком режиме можно выводить на внешние нагрузки . ВЧ-колебания с эффективностью'' преобразования'мощности источника постоянного тока порядка 50%. .

Если же смещение приемной пластины поддерживается отработавшим в . ППР электронным пучком, то генерация ВЧ-колебаний происходит за .счет его мощности, что .позволяет осуществлять своеобразную рекуперацию. . ".

При проведении имитационных и технологических экспериментов следует • учитывать эффекты,' связанные с откачивающим и компрессионным действием плазменного потока, генерируемого в ППР. Данный' эффект приводит' к следующим "последствиям: 'во-первых, ■переходы между состояниями ППР могут

- принимать автоколебательный характер с .пульсациями параметров ■плазмы, -поперечных размеров разряда, давления рабочего газа и концентрации десорбируемых примесей, во-вторых, существенно

.изменяются условия -работы электронной 'пушки. Если, плотность

- потока.ионов из разрядного объема на катод превысит "предельное

- значение J^ > Je(me/Ml)1/2, то пушка скачкообразно переходит из вакуумного в плазменныйрежим с ' формированием в прикатодной области, очень короткого ускоряющего зазора, порядка дебаевской

:'. длины и резким'. ростом -отбираемого ; тока. Фактически пушка начинает работать в ' режиме 'низковакуумной' дуги с накаленным ■катодом. Подбором.крутизны нагрузочнойхарактеристики источника .ускоряющего напряжения можно добиться устойчивой работы в режиме V соморазогрева катода.. . .'. ' ' ■ ■ .. "

Для проведения имитационнкх экспериментов важно, что ППР в магнитном поле' достаточно большой величины и протяженности . . позволяет . воспроизводить основные, параметры относительно

- холодного и тонкого; периферийного слоя плазмы ТЯУ, вдоль которого происходит истечение заряженных частиц на контактные пластины, так называемого SOL (scrape-off .layer). Плазма в SOL в направлении вдоль магнитного поля ограничена с двух сторон материальными поверхностями. Так же, как и "в ППР, на динамику плазменных процессов в SOL существенное влияние оказывается- со .'стороны нейтрального компонента. Истечение частиц можно считать

симметричным вдоль " обоих направлений. Соотношение между

■ продольным и поперечным переносами приводит к тому, что в типичных условиях^ "толщина. SOL составляет порядка I см," а

■ расстояние вдоль магнитного поля, на котором еще чувствуется

влияние приемной пластины, . составляет порядка10^-10?см.: .

Физическая аналогия. мезду течениями плазмы в SOL и в'ППР./-' . иллюстрируется идентичными уравнениями в простейшем'одномерном гидродинамическом приближении в предположении, что длина столкновений меньше характерной продольной длины системы:

d(nv) _о. -■..:• (1) .

n ml v Ш = ~ + епЕ - mi v S= " <2> йф /

где n,v - плотность и потоковая скорость плазмы, Е =- Щ , Ф -• потенциал, S - мощность источника частиц в потоке, которая определяется, в основном, двумя факторами: ионизацией S1=nn0<6Y>1 (nQ - плотность нейтральных частиц, <0у>1 - скорость га ионизации, усредненная по функции распределения электронов по ■ энергии), а также поперечной диффузией S^-g^CD^ . В . зависимости от расстояния до пластины и конфигурации приемного устройства соотношения между S^ и S^ могут существенно изменяться. Для плазмы SOL, контактирующей с лимитером в основном объеме, диффузионный, член S^ положителен, и поперечный перенос определяет основную подпитку контактного слоя плазмы энергией. Внутри газового дивертора этот. член отрицателен, а ионизационный повышен. Поперечный перенос и излучение распределяют мощность потока плазмы SOL по большой поверхности, : . а увеличение количества частиц, вовлеченных в.поток снижают их удельный импульс; что благоприятствует . уменьшению эрозии, по"'•■' распылительному механизму. ; , •• . ' "

Подобные процессы удается воспроизводить с помощью IUIP в ; открытых магнитных системах; обеспечивающих формирование ■ длинного и тонкого потока плазмы с - соответствующими . SOL поперчнымя и продольными размерами и аналогичными, благодаря 'механизмам внутрешей шжекции, процессами взаимодействия "с."' нейтральными частицами и приемной пластиной. В частности,-проведены эксперимента, демонстрирующие эффект резкого снижения плотности потока тепловой мощности нз приемную пластину в модели газового дивертора. Выявлены некоторые неустойчивые состояния системы плазменный поток - приемная пластина.

Электромагнитные высокочастотные неустойчивости- могут

возникать как результат коллективного усиления электронной ' эмиссии с поверхности приемной пластины (в том числе и в : холодном состоянии). Амплитуда и частота колебаний определяются : как параметрами : поверхностно-плазменного взаимодействия (компонентныый состав, плотность и энергетические распределения плазменного. потока., температура, состояние и работа выхода приемной поверхности), так и резонасними свойствами некоторого виртуального ЬС- контура, включающего эффективную емкость . плазма-пластина, а также распределенные емкость и индуктивность заземляющих проводников, плазменного канала и стенок камеры. В плазме такие колебания распадаются на ряд гармоник, вызывают . -усиление поперчного переноса, увеличение .ионизации остаточного газа и поперечного сечения потока.- Взаимосвязь диффузии плазмы, ;. ионизации' и компрессии нейтральных атомов вблизи пластины могут вызывать раскачку .низкочастотных колебаний, ' модулирующих высокочастотные. Кроме, того, если истечение плазмы происходит по искривленной' магнитной ' трубке, то могут .проявляться -.'. периодические поперчные . смещения,' связанные с изменением условий для - замыкания на коллекторе поляризационных полей, Vвозникающих в результате центробежного дрейфа. ■ V- _ Генерация -ВЧ-автоколебаний связана с наличием Ы-образного участка на статической вольт-амперной характеристике приемкой пластины, взаимодействующей с' достаточно интенсивным потоком плазмы. Отрицательное. дифференциальное сопротивление при . соответствующих нагрузочной характеристике источника смещения и . добротности., виртуального . контура создает условие для возникновения внутренней положительной обратной связи и раскачки колебаний• тока на пластину и ее потенциала. Напротив, если за счет•выбора рабочей .точки'приэлектродное падение поддерживается в диапазоне значений, соответствующих круто растущему участку ВАХ, то режим взаимодействия пластины с плазмой способствует 'подавлению флуктуация плазменного потенциала и снижению уровня, турбулентности в слое.

Подавление, электромагнитных колебаний и связанных с ними низкочастотных неустойчивостей может осуществляться при изменении геометрии приемного устройства • (расходимость силовых

линий магнитного поля и их наклон к пластине),' состояния и :• • рельефа поверхности, импеданса связанной с , пластиной , части .w колебательного контура. Кардинальным' ' способом подавления . .-. является изменение' статической разности потенциалов между •• ': пластиной и' плазмой. Следует отметить, что в экспериментах, ; проводимых на реальных токамаках, также наблюдаются устойчивые неустойчивые состояния" при принудительном изменении потенциала приемных пластин и симулировании неамбиполярной диффузии.- В - частности, оказываеся полезным прикладывать отрицательный ; (порядка 100-3003) потенциал. ' -''.'■"'.••'■'■'

В модельных экспериментах при отрицательном; смещении. пластины и высоких тепловых нагрузках наблюдались апериодические' неустойчивые состояния. Их природа .связана с появлением неоднородностей и локальным перегревом отдельных участков приемной поверхности, в результате чего усиливается термоэмиссия• и развивается процесс по механизму униполярной дуги '■' с ; '.образованием подвижных и неподвижных' привязок и значительным ростом эрозии пластины. В отдельных случаях наблюдается переход в режим самораспыления, с образованием диффузного факела. Естественно, что для SOL такие переходы являются .аварийными, и . температура по всей поверхности приемной пластины должна"/' 1 поддерживаться на достаточно низком уровне за счет высокой и однородной теплопроводности материала, а- также., интенсивного ,- :; . теплообмена в каналах охлаждения.- V, ".•'.- . '-.-■ .-■'•'.?-/'•'' -1-" -

■ На пучково-плазменном имитационном комплексе /проведены. = испытать ряда, материалов и ,устройств для -определения их, ;, '. теплофизических : характеристик', предельных- 'статических' и......'

циклических тепловых нагрузок. При этом использовались следующие . свойства ППР: возможность транспортировки электронного пучка 'большой мощности, повышение потока мощности и однородности . • ..облучения по большой площади за счет формирования плазменной .. • ' ' эшссиошой поверхности в режиме электрошого. доускорения. В этом режиме на образец подается'высокое положительное смещение, а функции электронного пучка сводятся к управлению плазменным -эмиттером, поскольку его собственная мощность в результирующем . тепловом потоке может быть незначительна. Такой режим удобен при

проведении термоциклирования, когда автоматически решается вопрос коммутации большой мощности Iдесятки кВт).

При проведении эрозионных испытаний материалов, когда требуются высокие плотности ионных потоков, описываемая имитационная пучково-плазменная система позволяет применять дополнительные средства генерации и ускорения. Наибольшие плотности потока ионов водорода (порядка 1А/СМ2) получены в приосевой зоне трубчатого электронного пучка с применением принципов неизотермического магнитного сопла и ВЧ-автогенерации. Существенное увеличение торцевого ионного выхода дает установка в горловине сопла ВЧ-индуктора с постоянным положительным смещением. ,

ППР предоставляет весьма большие возможности для проведения комплексной обработки материалов. Помимо обычных • операций, связанных "с испарением, травлением, распылением и нанесением функциональных покрытий, благодаря автоколебательным режимам, можно осуществлять резонансное ускорение на циклотронной частоте в перпендикулярной плоскости, либо по линейной схеме вдоль оси системы без применения внешних гнераторов и линий .передачи ВЧ-мощности. Особенно 'эффективен такой подход для ускорения многозарядных ионов,-образуемых в приосевой зоне ППР с трубчатым электронным пучком, благодаря высокой электронной температуре, больному пролетному времени жизни и формированию радиальной потенциальной ямы. Повышенное образование двухзарядных ионов и эффект резонасного автоускорения ионов показаны экспериментально.

Таким образом, в единой установке охватывается практически весь комплекс пучковых и плазменных технологических операций, и на базе ППР можно, создавать ' гибко перестраиваемый обрабатывающий центр.

В заключении приводятся основные результаты работы.

1. Проведены экспериментальные исследования влияния внешних факторов на условия горения и эмиссионные характеристики пучкс-ео-плазмегаюго разряда.

2. Предложена концепция имитации физических свойств периферийной

плазмы ТЯУ и механизмов ее взаимодействия с приемной пластиной с помощью пучково-плазменного разряда в открытой магнитной • системе. - \ ,

3. На базе магнитной ловушки открытого типа создан имитационный ■ комплекс, включающий пучково-плазменный . генератор и систему. диагностики. У-. '■"/-. . /

4. Обнаружен режим неустойчивого вазаимодействия плазменного '. потока с приемной пластикой, приводящий, к раскачке высокочастотных колебаний тока и приколлекторной разности. ■ потенциалов, росту уровня турбулентности . и крупномасштабной перестройке . потока. . Предложена модель, позволяющая . на качественном уровне объяснять совокупность явлений, сопровождающих генерацию указанных высокочастотных крлебаний.

5. Экспериментально . реализован самостоятельный . . ВЧ- ' автогенерирующий разряд с аномально высокой ион-электронной . эмиссией с ' поверхности холодных электродов. При этом может.-использоваться низковольтный (в сравнении с тлеющим или пенвинговским разрядом) источник питания постоянного тока.

6. Проведено исследование, режимов ППР для комлексной обработки, материалов. Предложена и . реализована схема с резонансннм ускорением ионного компонента в режиме ВЧ-автогенерации.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах. :

1, Визгалов И.В., Димитрой С:К., Мозгрин Д.В.'Инжектор медленных ионов^для изучения взаимодействия интенсивных ионных потоков с жидкой литиевой мишенью.- В • сб.. "Взаимодействие плазмы с". поверхностью твердого тела" Энергоатомиздат. 1985, сс. 17-21.

2. Vlzgalov I.V., Divmltrov S.K., Makhin A.V., Mikhin S.G. Snissive properties of a .beam-plasma discharge.- I.C.P.I.G.-18, 'London, 1987, v.1, pp. 218-219. ' . ■ ' '

. 3. Визгалов И.В., Димитров C.K.', Чернятье^. Ю. В. Имитатор взаимодействия пристеночной плазмы с' материалами ТЯР тгп основе. пучково-плазменного разряда. В сб. "Приборы и методы диагностики плазмы и поверхности стенок плазменных установок". Энергоатомиздат, 1991, сс.21-28.

4. Бизгалов й.В., Чернятьев Ю.В. Встраиваемый масс-анализатор с-

■ поворотом на 180° в собственном магнитном поле ловушки - там же, со. 29-32.

5. Еизгалов И.В., Кузьмин Ю.А., Курнаев В.А., Теряев В.В., Тритолий В.Э.Предельные тепловые нагрузки графитовых лимитеров токамаков. Атомная энергия, т.69, вып. 3, 1990, сс. 187-189. 6.. Визгалов И.В, Теряев В.В., Харитонов В.В., Черемушкин с.В. Экспериментальное исследование прочности паяного соединения .графита МПГ-8 с медью при действии мощной тепловой нагрузки. Проблемы теплофизики в ядерной технике. Энергоатомиздат 1991, сс. 44-48.

; ■ 7. Визгалов И.В., Димитров С.К., Чернятьев Ю. В., ВЧ-автогенерирующий ■ пучково-плазменный разряд. .Материалы 8 Всесоюзной конференции по-низкотемпературной пазме, Минск, 1991. 8. Vlzgalov I.V., Dimitrov S.K., Chernyatjev Ju.V.' Abnormal . secondary electron emission and RF-autogeneratIon In low pressure discharges. Proceedings of International Conference on Phenomena in Ionized Cases, Piza, Italy,.1991. . . 9. Vlzgalov I.V., Dlmltrov S.K., Kurnaey V.A..Chernyatjev Ju.V. /Instabilities ol plasma-collector interaction In imitation . experiments. 18 Europian Conference on Controlled Fusion and . . Plasma Physics, Berlin, 1991. . ; ...

10. Vlzgalov I.V., Dlmltrov S.к., Chernyatjev Ju.V. Ion source 'with RF-autogenerating - beam-plasma discharge. Review of

Scientific Instruments and Methods. April, 1992, pp.2575-2577.

11. .Vlzgalov I.V., Dlmltrov S.K., Kumaev V.A..Chernyatjev Ju.V. Beam-plasma generator for coatings and plasma-wall Interaction studies. Bulletin of American Physical Society. Oct. 1991, vol.36, 6T11, p.2425.

12. Vlzgalov I.v., Dlmltrov S.K., Kumaev V.A..Chernyatjev Ju.V. Beam-plasma discharge for the imitation of thermal nuclear reactor peripheral plasma. 1992. Annual Report by Moscow

' Engineering Physics Institute, pp.76-88.