Мишени микрогетерогенной структуры для исследований по физике плазмы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

/ч

^ £ О

§ российская академия наук

оэфизический институт им. п.н.лебедева

На нравах рукописи УДК 621.039.633

Борисенко Наталия Глебовна

мишени микрогетерогенной структуры для исследований по физике плазмы.

Специальность 01.04.21 - лазерная физика.

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

москва 1997

Работа выполнена в Физическом институте им. П.Н. Лебедева Российской Академии наук

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Ю.А.Меркульев Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук А.С.Шиканов (ФИАН) кандидат физико-математических наук СЛ.Недосеев (ТРИНИТИ)

Ведушая организация: Институт Теоретической и Экспериментальной Физики (ИТЭФ)

Защита диссертации состоится " ,26 " ^¿ия 1997 г. в 3 часов на заседании Специализированного ученого совета К.002.39.01 Физического института им. П.Н.Лебедева РАН по адресу: 117924, Москва, Ленинский проспект, 53.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФИАН.

Автореферат разослан " 22> " Я-ьфел^ 1997 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат физ-мат наук В.А.Чуенков

Диссертационная работа посвящена созданию и исследованию микрогетерогенных, т.е. структурированных микроскопических лазерных мишеней для экспериментов по сжатию и нагреву шизмы[1-12], а также для изучения фундаментальных свойств и физики плотной плазмы[13-17]. Особенностью строения вещества таких мишеней является их гетерогенность в сочетании с высокими требованиями симметрии и однородности. В лазерной плазме приходится иметь дело с микромасштабными объектами, что делает получение гетерогенности специфической задачей, означая фактически создание сверхрешетки (теоретически) или квазирешетки (экспериментально) в твердом материале, а затем и в плазме. В работе показано, что это обуславливает расширение возможностей плазменного эксперимента с . уже существующими драйверами по программе инерциального удержания.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.

За двадцать лет разработок и применения сложных конструкций мишеней были предложены многие научные задачи, где нужно использовать малоплотные вещества и/или слои с примесными элементами (трейсерами) [см., например, 13]. Для обоих классов веществ можно использовать единый термин - микрогетерогепные, что подчеркивает сохранение общих строгих требований к качеству мишеней. Привычные теоретические рассмотрения часто содержат технологически недостижимые требования мелкости структурпых элементов при предельно малой плотности и/или высокой общей однородности. Однако, в отличие от ситуации, скажем, семилетней давности эти расхождения между желаемым и действительным не препятствуют проведению лазерных экспериментов с уже имеющимися пенами и трейсерами, поскольку из прогнозируемой потребности такие мишени перешли в разряд насущных.

Одной из удивительных особенностей сферического облучения оказалась экспериментально обнаруженная устойчивость плотной плазмы как целостного объекта. Факт тем более интересный, что все шире и глубже анализируются и в разной постановке изучаются на опыте множество гидродинамических и плазменпых неустойчивостей. Микрогетерогепные мишени дают возможность экспериментировать с неустойчивыми модами выделенного масштаба.

С другой стороны, имеются данные, свидетельствующие о структуро-образовании в доступной для изучения плотной плазме (магнитные острова в плазме ТОКАМАКов, лазерная плазма облучаемая в режиме К1ШАКТ и др.). Экспериментальные результаты с получением устойчивых долгоживущих структур наводяг на мысль о том, что такова естественная эволюция плазмы. Однако при неудачной конструкции мишени сё естественное развитие может не реализоваться в силу масштабных ограничений. Для этих целей "удачной конструкцией" оказывается микрогетерогенная мишень. Для ряда опытов мишени с такой структурой позволят изучат]) этапы плазменной эволюции, на много порядков нревосходяпще время инициального удержания.

Существуют и теоретические работы о возможности интеграции плазмы в единое целое. Это, например, рассмотрение поверхностного натяжения в лазерной плазме, либо образования структур с дальнодействующими тангенциальными силами. Такого рода идеи появляются одновременно в лабораториях, находящихся в различных частях света. Оценки, сделанные для микрогетерогенных мишеней демонстрируют перспективность разработки дизайна для организации лазерной плазмы.

Есть еще практически не связанный с лазерный! экспериментом пласт теоретических работ, носвящённых астрофизическим объектам. Здесь при исследовании природной сверхплотной плазмы легко прослеживаются связи с методами молекулярной динамики и другими приёмами для описания обычного конденсированного вещества. Заметный разрыв между теорией и ограниченными возможностями наблюдения взывает к лабораторному моделированию свойств плотной плазмы, наиболее реальному в инерциальных экспериментах. Один и тот же формализм при описании коллоидной химии и физики сверхплотной плазмы для опытов по сферическому облучению более, чем аналогия. Это возможность заготовить в твёрдом веществе мишени определённую фазу развития и сделать доступной для исследования в качестве лабораторной плазмы. Микрогстсрогенные мишени обеспечивают изучение плазмы твёрдотельной плотности с завершившимся фазовым распадом в бинарной (или много-компонентной) смеси ионов.

Наконец, имеется ряд конкретных экспериментов, проводящихся с мишенями, относящимися к микрогетерогенным, в рамках текущих исследований по ИТС и физике плазмы:

1) преобразование лазерного излучения в рентген на наночастицах тяжелых элементов;

2) псевдоподкритическис мишени (трехмерные сетки) для обеспечения на время облучения эффективной подкритической плотности для первой гармонии! лазерного излучения в боями с ¡'г части объема малоплотной структуры;

3) организация неизотропного переноса и сложных мишенях;

4) реализация конструкционного слоя малой массы, в том числе для формирования равномерных слоев криогенного топлива;

5) эксперименты по повышению нейтронного выхода, а возможно и сжатия на микрогетерогенпых мишенях.

При этом экспериментальные данные, известные к настоящему времени, обнаруживают непредвиденные явления и диктуют другие, нежели исходные, требования к условиям их проведения. Таким образом, эксперименты с микрогстерогенными, микроструктурированными мишенями образуют поле исследования, в чем-то перекрывающееся, а в чем-то обособленное от энергетической программы УТС. Становится возможным изучить отдельные детали фундаментальных свойств плазмы, либо придавать ей определенную структуру.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

В настоящее время приоритетными считаются задачи изготовления оболочек с трсйсерами, пенных оболочек для удержания жидкого криослоя, малоплотпой среды, окружающей топливные оболочки в сложных конструкциях.

В мире довольно широко ведется разработка и применение в мишенях веществ, попадающих по пашей классификации в разряд микрогетерогенных. Некоторые варианты их реализации совпадают с нашими. Однако, обычно мишени и эксперименты с ними имеют иную направленность. Они выполняются по заказу и рассредоточены в соответствии с насущными задачами экспериментов на конкретных драйверах. Вопрос о влиянии микрогетерогенности мишени на структуру плазмы прежде не поднимался. В арсенале рутинных приёмов получения плазмы отсутствует предлагаемый нами способ её формирования, применяя намеренно микрогетерогенную конструкцию мпшепи.

В наших попытках более устойчиво организовать плазму, мы приходим и к полым требованиям на мишень. Мы не можем избежать случайного развития неусгойчивостей в лазерной плазме - давайте в принудительном порядке зададим малый, но конечный их масштаб, приводящий к мелкомасштабной турбулентности плазмы, "утилизируя" спонтанные магнитные поля в когерентные вихревые структуры. В настоящей работе экспериментально определяются маспгтабы, при которых эта идея, по-видимому, оказывается продуктивной, разрабатываются методы реализации таких веществ. Последнее само по себе нетривиально, не изучено и трудоёмко. Отчасти и поэтому специализация западных изготовителей аналогичных мишеней относительно узка.

Следует отметить, что за рубежом в основном работают на второй и третьей гармониках лазерного излучения. В России таких возможностей нет. Поэтому, и создание пенных докритических мишеней, строю говоря, невозможно. Отсюда следует, что расчитывать надо лишь на псевдоподкритические сетки, обеспечивающие за всё время действия лазерного импульса в большей части объёма короны докритическую плотность за счет незавершившейся релаксации структурных элементов мишени.

Другая надежда связана с тем, чтобы в лазерном луче тонкий микроструктурированный слой использовать как аналог пластинок со случайной фазой Ш>Р (а на самом деле как динамический плазменный объект малой оптической плотности со случайной структурой) для ухудшения когерентности пучка.

Вблизи мишени малоилотный слой пригоден для создания без предимнульса протяженной объемной короны и, при определенных условиях, неизотропного переноса в получающейся плазме.

К современным тенденциям в производстве и применении мишеней, содержащих примеси, и малоплотных веществ относится возрастающий интерес к структурированию мишени и плазмы. Поскольку зачастую такое структурирование неизбежно, то подготовка и интерпретация плазменного эксперимента невозможна без тщательной диагностики строения мишени и её элементов. При этом практически все используемые методы контроля сами нуждаются в доработке и исследовании. Это относится к радиографии, светорассеянию, интерферометрии и электронной микроскопии.

Всё выше сказанное определяет следующий круг решаемых в данной работе задач:

1. Разработка микрогетсрогенных мишеней для инсрпиалъных экспериментов но физике плазмы.

2. Развитие методов контроля параметров структурированных (микрогетсрогенных) мишеней.

3. Эксперименты по облучению микрогетерогенных мишеней.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1. Результаты теоретических и экснерименталыгахе исследований по структурированию твердой мишени и плазмы. Предложены мишени с конфигурацией вещества, возникающей в неидеальной плазме в результате длительной эволюции, на много порядков превышающей инерциальное время жизни. Предложены и сделаны исевдоподкритические мишени для первой гармоники греющего лазера.

2. Разработаны методы изготовления и контроля микрогетерогепных веществ в виде пен, трехмерных квазирешеток или сеток и слоев типа "снежный покров". Изготовлены и испо;п>зованы в экспериментах оригинальные малоплотпые микромишени с плотностями до 10~2 - 10~3 г/см3, в том числе с металлическими наночастицами в объёме пенного пластика. Разработана технология и изготовлены макроскопические малоплотпые структуры с большим весовым содержанием металлических частиц в матрице для использования в лайнерах и мишенях для тяжёлоионного нагрева. Исследовано образование кластеров-паночасгиц серебра и кобальта в стекле и стеклянных оболочечных мишенях. На основе полученных водорастворимых соединений золота разработаны методы введения золотых коллоидных частиц в полимерные мишени (сплошные и малоплотпые).

3. Экспериментально продемонстрирована возможность создания микрогетерогепности плазмы при лазерпом облучении оболочечных мишеней с кластерами - наночастицами металла в объеме стенки. Впервые доказана устойчивость сжатия и нейтронного выхода на мишенях с кластерами и определен оптимальный размер кластеров (порядка или менее 20 нм) для лазерного эксперимента.

4. Разработаны синтез алкогелей и изготовление силикоаэрогелеи с применением метода закритического удаления паров метанола из алкогсля. Изготовлены оптически прозрачные сетки плотностью 0,15 г/см3 и с ячейками 300 А. Экспериментально показано, что возможно объемное нанесение металлического вольфрама без нарушения исходной трехмерной сетки (впервые в мире).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

1. Оболочечные мишени с микрогегерогенной кластерной структурой впервые облучены в лазерных выстрелах с целью создания в плазме условий лучшего сжатия и повышения нейтронного выхода. На многопучковых установках "ДЕЛЬФИН" и "ВУЛКАН" экспериментально доказаны устойчивость сжатия и стабильность нейтронного выхода в присутствии трехмерной квазирешетки кластеров металла в мишени.

2. Проанализировано влияние микрогетерогенносга вещества мишени на состояние плазмы оболочки в полете. Предложен механизм микротурбулизации лабораторной плотной плазмы, причём масштаб возникающей ткрбулентной структуры контролируется строением мишени. На мишенях микрогетерогенного сгроения при сферическом облучении экспериментально обнаружена турбулентность короны.

3. ' Разработаны нсевдоподкритичсские мишени для первой гармоники пеодимового или йодного лазеров. Изготовлены малошютные мишени, имеющие закритическую среднюю платность, но за счёт своей структуры позволяющие элективно работать с плазмой докритической плотности в большей части объема короны. В экспериментах с микрогетерогенными мишенями наблюдалось объёмное поглощение лазерного излучения и формирование протяжённой короны без прсдимпульса.

4. Выполнен синтез силикоалкогеля и изготовлены образцы силикоаэрогелеи методом закритической сушки синтезированного алкогеля. На полученные оптически прозрачные сетки плотностью 0,15 г/см3 впервые однородно нанесен металлический вольфрам без нарушения структуры сетки.

5. Разработаны методы изготовления и контроля микрогстерогенных мишеней типа пены, трёхмерных решёток/сеток и слоёв тина "снежный покров". Перекрыт диапазон плотностей от 2,5 до 10° г/см3,

обеспечивается введение примесей Ре, Со, Си, Мо, I, \У, Аи, в легких матрицах при соблюдении строгих требований к качеству мишеней.

6. Предложены варианты мишеней, расширяющих исследования нендеалыюй плазмы на уже существующих лазерных установках. Реализованы микрогетерогенные мишени для экспериментов с действующими драйверами.

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

Разработанные методики и технология применены для обеспечения экспериментов на установках п ИТЭФ, в Институте Лазерного Микросинтеза им. Калиского (Польша), "Дельфин" в ФИАНе, "Вулкан" в Резерфордовской лаборатории (Великобритания), "Ангара-5" в ТРИНИТИ, "Феникс" в ИОФАН и др.

Микрогетерогенные мшиени расширяют круг исследовании по физике плазмы па уже существующих лазерах умеренной энергии и мощности. Широкий спектр параметров реализованных мишеней позволяет ставить и решать вопрос о возможности микросгруктурирования плазмы при помощи соответствующего устройства мишени.

ОБЪЁМ РАБОТЫ.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения, изложенных на 100 страницах текста с 20 рисунками, 4 таблицами и 75 наименованиями библиографии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении формулируются цели и круг решаемых задач, поясняется используемая терминология, кратко излчагается содержание глав.

В первой главе обрисовано современное состояние дел в экспериментах по лазерной плазме, обнаруживающих потребность в сложных мишенях с гетерогенным строением в масштабах микронных стенок (микрогетерогенных), формулируются требования к мишеням такого класса, исхода из теоретических представлений и нужд экспериментаторов. Приведен обзор работ, выполняемых в мире в

рассматриваемой облает. Предложен единый подход к таким мишеням с рассмотрением микрогетерогенносги в виде квазирешёток с иерархией структурных элементов, определяемой закономерностями взаимодействия лазерного излучения с веществом. Вводится понятие псевдонодкритических мишеней. Предложена конструкция для получения неидеальной двухфазной плазмы, достижения микротурбулентного состояния и вынужденной генерации магнитных полей.

Вторая глава посвящена экспериментальной разрабогке микрогстсрогснных мишеней и методов их контроля. Обсуждаются условия получения структурированного вещества мишени, приводятся разработанные схемы и стенды для их изготовления, демонстрируются реальные вещества и мишени, произведенные в ФИАН для экспериментов на установках различных лабораторий. Рцс.£

Описана разработанная технология ряда малоилопшх веществ для мишеней с различающимся строением: тина пен, сеток и "снежного гюк^ова". Рассмотрен механизм формирования соответствующих структур.

Экспериментально реализованы мишени из биополимеров (плотности до 1СГ1 мг/см3, поры от 1 до 100 мкм), регулярно сшитого полиакриламида (до 30 мг/см , норы меньше микрона), силикоаэрогеля (до 150 мг/см3, норы порядка 300 А), ацетата целлюлозы (до 10 мг/см3, норы порядка единиц микронов). Надо сказать, что на западе в настоящее время наиболее распространены полимерные пены, ролученные методом закритичсской сушки на коммерческом оборудовании. Благодаря мелкости средней ячейки наиболее употребимы нолиметшшентан (плотностью 5% от сплошного пластика) и резоцинформальдегнд (3% плотности). Нами из систем подобного типа синтезировались регулярные трёхмерные сетки полиакриламида. Вообще же рекордные вещества малой плотности с малой структурной ячейкой нолучил W.Nazarov из Шотландии (Dundee University). Он достиг плотности 2 мг/см3 при ячейке 1 мкм (регистрация на сканирующем электронном микроскопе). Раствор полифункционального полимера давал гель под ультрафиолетовым лазерным облучением, после чего проводилась замена растворителя на нерастворитель и закритическая сушка цилиндрических образцов диаметром 400 мкм и длиной 700 мкм. Последняя операция и являла для нас непреодолимую трудность ввиду отсутствия фирменных приборов. Она была реализована на самодельном стенде для получения трёхмерных

сеток кремниевых аэрогслей плотности 150 мг/см из синтезированных нами каталитической реакцией поликондепсации силико-алкогелей.

Приведено описание разработаных способов введения тяжёлых примесей в малоплотные и полтгаплотные мишени. По сравнению с зарубежными аналогами в данной работе вместо использования элементоорганических соединений (как в США и Японии) предпочтение отдано примесям-кластерам и ультрадиспсрсным частицам. Помимо концепции микроструктурирования здесь налицо переход от химических к преимущественно физическим технологическим приёмам изготовления мишеней. Кроме того, применение малоплотных сеток или пен с металлическими наночастицами по нашему мнению может конкурировать с внедрением примесных атомов в структуру полимера. Получающаяся в пенах неравномерность ячеек пока что является большим возмущением, чем введенные примеси металла в виде наночасгиц. По сравнению со спектром работ, проводимых в мире по мишеням с примесями, настоящая диссертация ограничивается разработкой следующих типов мшпепей: сплошные и малоплотные мишени с дисперсией коллоидных или ультрадисперспых металлических частиц в полимерной матрице; трёхмерные сетки силика-аэрогслей плотности 0,15 г/см , в том числе с металлом равномерно нанесённым на кремниевую сетку; стеклянные оболочки с объёмной дисперсией наночасгиц серебра, кобальта пли золота в стенке. Осаждение вольфрама на пространственную сетку силика-аэрогеля выполнено впервые в мире (совместно с лабораторией металлооргапических соединений Института Аналитической химии Нижнего Новгорода). Рис.3.

Исследованы микрогетерогенные мишени твёрдотельной плотности, изготовленные для лазерных экспериментов, поскольку сведений, аналогичных нашим, о мишенях с кластерами серебра и золота в неметаллической матрице в литературе не опубликовано. Разработаны методики для стеклянных и пластиковых мишеней с металлическими кластерами. Опробован метод светорассеяния для неразрушающего контроля микрогетерогеппых мишеней- и написаны программы рассчёта рассеяния Ми при произвольных сочетаниях матрицы и дисперсной фазы.

Отработан для рутинного применения метод сканирующей микроскопии малоплотных веществ и квазирешёток, при обычных приёмах наблюдения меняющих свою структуру. Выработаны требования к статистической обработке микрофотоснимков.

Развитые методы позволили предоставить мишени и/или мишенные технологии для экспериментов в ФИАН, ИОФАН, ИТЭФ, ОИЯИ и в Институт физики плазмы и лазерного микросинтеза(Польша).

В третьей главе рассматривается вероятное влияние микрогстерогенной структуры мишени на плазму. В плотной (порядка плотности твердого тела) плазме оценивается диффузионное расилывание кластера и возможность обратного процесса - кристаллического перехода в неидсальной плазме. Сделанные оценки позволяют утверждать наличие микрогстерогенной структуры ■ лазерной плазмы в течение всего инерциалыюго времени сё жизни.

Оценены времена релаксации и развития неустойчивости Релей-Тейлора, предопределяемые строением мишени. Определены масштабы для задания микротурбулентного состояния лазерной плазмы. Приведена структура, для которой в области абляции обоснован механизм создапия микротурбулснтности, предопределённой развитием до насыщения мелкомасштабных неустойчцвосгей, инициируемых микрогегерогенным строением мишени. Оценивается величина магнитных полей, генерируемых не спонтанно, а вынужденно, за счёт первоначальной микроструктуры мишени.

В четвёртой главе приведены экспериментальные свидетельства специфичности взаимодействия лазерного излучения с микрогетерогенной мишенью и свойств микроструктурированной плазмы. Представлены результаты выстрелов на установках ДЕЛЬФИН (СССР), ВУЛКАН (Великобритания). Рис- V-

Как показано в более ранних работах присутствие наночастиц в лазерной мишени обнаруживает ряд необычных свойств в плазме. Такие мишени дают плазму с короной, в несколько раз превышающей корону аналогичных мишеней без примесей, судя по данным интерферометрии и рассеяния на основной и второй гармониках греющего излучения. В работе [10] впервые предложено в качестве замены Пластинок со случайными фазами (random phase plates - RPP) использовать динамические возмущения, создаваемые в короне микрогетерогенных мишеней в области критической плотности. Таким образом, в микрогетерогепной мишени автоматически создаётся слой, в котором происходит нарушение когерентных свойств (размешивание спскл-структуры) ¡реющего лазерного излучения. Старые эксперименты в соответствии с этими взглядами могут интерпретироваться как

подтверждающие появление за счёт структуры мишени микротурбуленгной долгоживущсй протяжённой области, демонстрирующей стойкое нарушение когерентности зондирующего лазерного излучения и вообще прозрачности при существенно докритической плотности плазмы.

В заключении кратко сформу/пгрованы основные результаты и выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Введены понятия микрогстерогенности мишени и плазмы. Определены масштабы для задания мпкротурбулентного состояния лазерной плазмы. Проведены теоретические и экспериментвалыше исследования по структурированию твердой мишени и плазмы. Предложены мишени с конфигурацией вещества, возникающей в неидеальной плазме в результате длительной эволюции, на много порядков превышающей инерциальное время жизни.

2. Выполнены лазерные эксперименты с оболочечными мишенями, содержащими наночастицы металла в объеме стенки. Исследовано образование кластеров - нансчастиц в стекле и оболочечных мишенях.

3. Предложены псевдоподкритические мишени для первой гармоники греющего лазера. Разработаны малоплотные вещества, позволяющие за время действия лазерного импульса обеспечивать эффективную докритическую плотность в большей части короны за счет незавершенной релаксации структуры. Предоставлены для экспериментов малоплотные микромишени с плотностями до 10 ~3 г/см3, в том числе с металлическими наночастицами в объеме ценного пластика.

4. Разработаны методы изготовления и контроля микрогетерогенных веществ в виде пен, трехмерных квазирешеток, трехмерных сеток или слоев типа "снежный покров". На основе полученных водорастворимых соединений золота отработано введение золотых коллоидных частиц в полимерные мишени (сплошные и малоплотные).

5. Разработана технология получения макроскопических малонлотных мишеней, в том числе с большим содержанием металллических частиц для использования в лайнерах и мишеиях для ионного нагрева.

6. Разработаны стенды для изготовления силикоаэрогеля. Изготовлены оптически прозрачные сетки с плотностью 0,15 г/см3. На них однородно нанесен из газовой фазы металл без нарушения исходной стенки.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные результаты работы проходили обсуждение на семинарах нейтронно-физического отдела. Сделаны доклада на конференциях по физике плазмы и УТС в Звенигороде (1987, 1989, 1990, 1991, 1995, 1996); на Европейских конференциях по взаимодействию лазерного излучения с веществом в Праге (18 ЕСЫМ, 1987), в Мадриде (19 ЕС1ЛМ, 1988), в Варшаве (21 ЕСЫМ, 1991); на конференции но инженерным проблемам УТС в Ленинграде (1988); на 6ом Всесоюзном совещании по уравнениям состояния (п. Эльбрус, 1988); на 90м Всесоюзном совещании "Метастабилыгае фазовые состояния - теилофизические свойства и кинетика релаксации" в Свердловске (1989), на 2ом Всесоюзном семинаре "Физика быстропротекающих плазменных процессов" в г. Гродно (1989), на 10ой и 11° конференциях специалистов по изготовлению мишеней в США (Таос, 1995; Оркас Айлэнд, 1996), на конференции по взаимодействию лазерного излучения с плазмой и сопутствующим явлениям в Японии (Осака, 1995).

По материалам диссертации опубликовано 18 работ.

ПУБЛИКАЦИИ.

1. Н.Г.Борисенко, В.С.Бущуеп, А.И.Громов, В.М.Дороготовцев,

A.И.Исаков, Ю.А.Мсркульев, А.И.Никитсико, Г.В.Склизков. "Лазерные термоядерные мишени для установки ДЕЛЬФИН". Доклад на 13-й Европейской конференции по взаимодействию лазерного излучения с веществом (ЕСЫМ), Лейнциг, 1979. Препринт ФИАН N 147, Москва, 1980, 11 стр.

2. И.В.Алексапдрова, А.П.Аллин, Н.Г.Басов, Н.Г.Борисенко,

B.Н.Бочкарёв, Н.Е.Быковский, А.Д.Валуев, Б.Л.Васин, А.А. Гали чин, К.Гётц, Х.Гункель, А.Е.Данилов, В.В.Иванов, А.И.Исаков,

М.П.Калашников, Е.Р.Корешева, Б.В.Круглов, С.Куга, М.Ю.Мазур, АМ.Максимчук, Ю.А.Меркульев, Ю.Л.Михайлов, А.И.Никитенко,

B.В.Орлов, В.П.Оссгров, В.Н.Пузырсв, Р.Рикср, А.В.Роде,

C.М.Савченко, Ю.В.Сенатский, В.М.Солодков, Л.К.Субботин, С.И.Федотов, Э.Фёрстер, М.Ю.Цветкол, ААЦыганков, САЧаушанский, X. Шённагель, Л.И.Шишкина, К.Юнге. "Исследование системы лазер-плазма на установке ДЕЛЬФИН". Оптика мощных лазеров для исследований по лазерному термоядерному синтезу. Труды ФИАН, т.149, Москва, Наука, 1985, с. 22-41.

3. Н.Г.Борисенко, Е.Р.Корешева, ЮАМеркульев. "Технология лазерных мишеней", "Мишени с микрогетерогенной структурой для сферического лазерного сжатия". Новости термоядерных исследований, 1988, вьпт.З (49), с.8-10.

4. Н.Г.Борисенко, В.М.Дороготовцев, А.И.Исаков, ЮАМеркульев, Ю.Л.Михайлов, А.И.Никитенко, С.И.Федотов. "Сверхрешетка микронеоднородносгей в веществе лазерной мишени и устойчивость плазмы при сферическом сжатии". Краткие сообщения по физике. ФИАН, Москва, 1987, N 10, с. 9-11. N.G.Boriscnko, V.M.Dorogotovtsev, A.I.Isakov et al, "Microinclusions supcrlaltice in laser target material and spherical compression plasma stability", Soviet Physics - Lebedev Institute Reports, Moscov: N 11, 1987, pp. 10-13/

5. N.G.Boriscnko, V.S.Bushucv, A.I.Gromov, V.M.Dorogotovtsev, Al.Isakov,

E.R.Korcsheva, Yu.AMerkul'ev, AJ.Nikitenko, S.M.Tolokonnikov. Laser target technology in Lebedev Physical Institute of the USSR Academy of Sciences, Moscow: Prepr. FIAN, N 144, 1989, 32 pp.

6. Н.Г.Борисенко, В.С.Бушуев, А.И.Громов, В.М.Дороготовцев, ЮАМеркульев. "Инициирование зародышеобразования и параметры сверхрешётки серебра и стекла", Тезисы докладов па 2 Всесоюзном совещании Метастабшъные фазовые состояния - теплофизические свойства и кинетика релаксации, Свердловск, 1989, т.2, с. 67-68.

7. N.G.Boriscnko, V.S.Bushuev, AI.Grotnov, Y.M:Dorogotovtsev, Al.Isakov,

E.R.Koreshcva, Yu.AMerkul'ev, AI.Nikitenko, S.M.Tolokonnikov. "Laser target technology in LPI", Laser Interaction with Matter. Singapore, World Scientific, 1989, pp. 423-424.

8. Н.Г.Борисенко, Н.Е.Пилясва, В.Г.Васильев, Г.Г.Никифорова, Л.З.Роговина, "Получение малоплотных трёхмерных сеток микроячеистой структуры путём фазового распада растворов иолимеров". Тезисы докладов на 2-ом Всесоюзном совещании

Метастабилъные фазовые состояния - теплофизическис свойства и кинетика релаксации, Свердловск, 1989, т.2, с. 218-219.

9. Н.Г.Борисенко, В.С.Бушуев, А.И.Громов, В.М.Дороготовцев, А.И.Исаков, Е.Р.Корешева, ЮАМеркульев, АИ.Никитенко, С.М.Толоконников. "Технология лазерных мишеней в Физическом институте им. П.Н.Лебедева". Квантовая электроника, 1989, т. 16, N 9, с. 1895-1899.

10. N.G.Borisenko and Yu.A.Merkul'ev. Microgeterogeneous Laser Target for Spherical Compression Experiments, Moscow: Prepr. FIAN, N 47, 1990, 16 pp.

11. N.G.Borisenko, V.S.Bushuev, A.I.Gromov, V.M.Dorogotovtsev,

A.I.Isakov, E.R.Koresheva, YuAMerkul'ev,. A.l.Nikitcnko, S.M.Tolokonnikov. "Laser target technology in LPI", Proceedings ECLIM21,

1991, pp. 156-159.

12. АААкунец, Н.Г.Борисенко, В.С.Бушуев, А.И.Громов,

B.М.Дороготовцев, А.И.Исаков, В.Н.Ковыльников, Е.Р.Корешева, ЮАМеркульев, АИ.Никитенко, И.Е.Осинов, В.В.Сутормин,

C.М.Толоконников. "Технология лазерных мишеней в Физическом институте им. П.Н.Лсбсдева". Лазерные термоядерные мишени и сверхпрочные микробаллоны. Труды ФИАН, том 220, Москва, Наука,

1992, с. 3-27. AAAkunets, N.G.Borisenko, V.S.Bushuev, et al, "Laser target technology in Lcbedev Physical Institute", Trudy FIAN, vol. 200, pp. 3-27, Nova Sci. Publ., N.Y., 1994.

13. Н.Г.Борисенко, ЮАМеркульев. "Мишени с микрогегерогенной структурой для сферического облучения". Лазерные термоядерные мишени и сверхпрочные микробаллопы. Труды ФИАН, том 220, Москва, Наука, 1992, с. 28-46.

14. N.G.Borisenko, A.I.Gromov, and YuAMerkul'ev. "Microheterogeneous targets - a new challenge in technology, plasma physics and laser interaction with matter". J. Moscow Phys. Soc., vol.4, 1994, pp. 247-273.

15. N.G.Borisenko, A.I.Gromov. Technology for making low-density foams and polymer nettings with metal particles. Moscow: Preprint FIAN N 23, P.N.Lebedev Physical Institute, 1994, 48 p.

16. N.G.Borisenko, AI.Gromov and YuAMerkul'ev. "Microheterogeneous Targets - a New Challenge in Technology, Plasma Physics and Laser Interaction with Matter". Proc. of the 10th Target Fabrication Specialists' Meeting, Taos, USA, February 6-10, 1996, p. 359.

17. N.G.Borisenko, YuAMerkul'ev. "From Microheterogeneous Targets to Microheterogeneous Plasma - a Way to Long-Evolution Plasma in Laser

Shot". Laser Interaction and Related Plasma Phenomena, 12th International Conference, Osaka, Japan, April 24-28, 1995, p.294. 18. N.G.Borisenko, A.I.Gromov, Yu.A.Merkul'ev, A.V.Mitrofanov. "Important target charectiristics to perform microheterogeneous plasma in a laser shot". Th8 presention on the 11th Target Fabrication Specialists Meeting, Orcas Island, USA, September 9-12, 1996.

Рнс.1. Микрогетерогенпая структура мишеней, изготовленных для плазменных экспериментов: а) Схема и микроструктура (SEM) сферической мишени с квазирешеткой кластеров Ag; б) схема и микрофотография цилиндрического лайнера плотностью 1/100 сплошного полимера; в) Малоплотное (1/100) полимерное покрытие на сферической стеклянной оболочке и микроскопический срез пластиковой пепы с ячейками около 100 мкм

Рис.2. Структура малошготного вещества (плотности не более 1/100 сплошного) а) типа пепы ; б) тина трехмерной сегки; в) типа "снежного покрова"; а также мишень для лазерного облучения в виде таблетки диаметром 5 см, плотностью 1/100 от сплошного полимера, с введением 10% ультрадисперсной меди.

Рис.3. Трехмерная сетка силика-аэрогеля плотностью 1/20 плотности кварца, с ячейками 300 Лис объемной областью нанесенного равномерно из газовой фазы : а) внутри светлого образца чистого аэрогсля видна более темная чаегь его с вольфрамом; б) то же место, снятое методом материального контраста, демонстрирует только объем с осажденным вольфрамом; в) съемка с большим увеличением не выявляет особенностей осаждения в виде дискретных капель металла; г) рентгеновский спектральный микроанализ подтверждает наличие осажденного металлического V/.

&МКАН: НЬЮХАРТ Ш вРР ГА)

О

300,1

ДиАМ..

Рис.4. Кластеры-наночасвтхщы в ■ стенке стеклянной оболочки и результаты лазерных экспериментов с микрогетерогенными мишенями: а) крупные кластеры кобальта в поперечном сечении оболочечной мишени; б) схема микрогегерогепной сферической мишени с кластерами но сравнению с обычной мишеиыо; в) интегральные результаты но сжатию и нейтронному выходу обычных и микрогетерогенпых мишеней.