Разработка специализированного спектрометра и методов спектроскопических исследований молекулярной плазмы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУ Т им. П.Н. ЛЕБЕДЕВА

На правах рукописи УДК 621.383.52+ 621.039

АФОНИН Олег Николаевич 003068328

РАЗРАБОТКА СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СПЕКТРОМЕТРА И МЕТОДОВ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ПЛАЗМЫ

Специальность 01.04.01 — приборк: и методы экспериментальной

физики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003068328

Работа выполнена в Физическом институте им. П.Н. Лебедева Российской академии наук и Московском государственном инженерно-физическом институте

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

Колесников Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Красильников Анатолий Витальевич

кандидат физико-математических наук Матафонов Анатолий Петрович

Ведущая организация: ФГУП Научно-исследовательский

институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова

Защита состоится J6 мая 2007 г. в 16:00 на заседании диссертационного совета Д 002.135.01 при Научно-тех дологическом центре уникального приборостроения РАН по адресу: 117342, Москва, ул. Бутлерова 15

С диссертацией можно ознакомится в библиотеках Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН и Физического института, им. П.Н. Лебедева РАН

Автореферат разослан «¿2.» <¿¥¿7/? е/( $ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.135.D1, Кандидат физико-математических наук

Е.А. Отливанчик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Статус работы:

1. Разработка спектрометра «Сириус-УФм» велась в ФИЛЫ совместно с МИФИ в составе гос. заказа по теме 726-М. Ген. заказчик - в/ч 77969.

2. Разработка спектроскопического метода обнаружения микротечей и камере токамака ИТЭР с помощью спектрометра «Сириус-УФм» ведется в ФИЛИ совместно с МИФИ как плановая работа. Эта работа поддержана грантом РФФИ (2006 г.) и включена в программу Президиума РАН П-09 «Исследования вещества в экстремальных состояниях» (2006 г.)

Актуальность работы

В ряде важнейших объектов современной техники на поверхности в рабочем режиме создается слой плазмы, исследования которого необходимы для отыскания путей решения каких-либо научно-технических или прикладных задач. Наиболее информативными являются обычно спектроскопические исследования. Данная работа посвящена разработке приборов и методов спектроскопических исследований слоя молекулярной плазмы на стенках двух объектов - космического зонда ИЗ-А и токамака ИТЭР.

Известно, что поверхностная плазма имеет сложный состав, включающий ряд молекул и радикалов. Поэтому в лабораторных условиях для получения спектра ее излучения применяются «классические» спектральные приборы достаточно высокого разрешения. Такие приборы обладают, как правило, большими габаритами (>1м) и массой (>100 кг) и управляются оператором в «ручном» режиме. По их практически невозможно применить в космосе или на особо опасных установках на Земле в условиях, несовместимых с пребыванием человека. Несмотря на существенное различие названных объектов, для изучения их радиационных характеристик могут быть применены одни и те же методы и спектральные приборы. Например, подходящими являются светосильные компактные спектральные приборы нового поколения, построенные на неклассических вогнутых дифракционных решетках и обладающие поэтому на порядок меньшими габаритами и массой, на порядок большей светосилой и способные работать в автоматическом запрограммированном режиме. Помимо этих общих условий приборы для применения в космосе должны удовлетворять еще целому ряду весьма жестких специфических требований. Узкая специализация и исключительно жесткие требования к конструкции приводят к Тому, что серийный выпуск подобных приборов нерентабелен.

Поэтому и в России, и в других странах заинтересованные организации идут по пути разработки, создания и применения на космических аппаратах уникальных приборов, выпускаемых в единичных экземплярах.

Основная задача, поставленная перед нами заказчиком, состояла в создании современного компактного спектрометра УФ диапазона, удовлетворяющего всем требованиям, предъявляемым к экспериментальной космической технике, и обладающего параметрами и рабочими характеристиками согласно ТЗ и способного осуществить непрерывный мониторинг спектра излучения слоя околозондовой плазмы на высотах от 1000 до 50 км.. Актуальность создания такого спектрометра подтверждается включением этой задачи в состав гос. заказа по теме 726-М.

Параметры и характеристики этого спектрометра являются оптимальными также и для применения на международном токамаке ИТЭР с целью обнаружения и диагностики микротечей воды. Как известно, создание ИТЭР является сегодня важнейшей проблемой в программе УТС. Одной из нерешенных до конца задач в проекте ИТЭР является разработка метода и системы оперативного обнаружения микротечей в вакуумной камере ИТЭР при скорости натекания воды из контура охлаждения до 10ш молек/сек. Известные сегодня методы не обладают достаточной для этого обнаружительной способностью. Напротив, предложенный нами метод обнаружения и диагностики микротечей по ЭКВ 0-0 полосе радикала ОН обладает рекордной (расчетной) обнаружительной способностью, достаточной для решения этой задачи. Актуальность разработки и экспериментальной реализации нашего метода подтверждается включением это!'} темы в программу президиума РАН П-09 « Исследования вещества в экстремальных состояниях».

Итак, цель работы состоит в создании автоматического компактного спектрометра для зонда ИЗ-А и разработке метода обнаружения и диагностики микротечей воды в камере ИТЭР с помощью этого спектрометра.

Научная и техническая нопнзна работы.

1. В части разработки спектрометра ближайшим прототипом является спектрометр, разработанный в 90-е годы в США по программе «Скиппер» для решения задач, аналогичных нашим, но наш прибор основан на принципиально иных оптической схеме и системе приема и регистрации спектров: вместо использованной в «Скинпере» традиционной схемы «монохроматора» у нас схема «спектрографа», что позволило избавиться от кинематических узлов и существенно повысить надежность работы прибора в космосе; вместо плоской решетки и двух фокусирующих зеркал, установленных по схеме Эберта-Фасти, у нас - вогнутая неклассическая

дифракционная решетка, установленная вне круга Роуланда и совмещающая функции дисперсии и фокусировки, что позволило вдвое повысить светосилу прибора при той же рабочей области спектра и разрешающей способности; вместо приемного комплекса из трех ФЭУ, высоковольтных блоков питания и кинематических узлов с моторами для поворота решетки и смены фильтров и диафрагм, у нас фактически многоуровневая 1ССБ камера с низковольтным питанием от бортовой сети, без всякой кинематики, позволившая сохранить тот же динамический диапазон регистрации и при этом вдвое уменьшить массу и габариты прибора.

2. В части разработки метода обнаружения микротечей ближайшим прототипом (или конкурентом) является, по-видимому, разрабатываемый в Японии по гранту ИТЭР метод обнаружения по свечению ИК линии атомарного кислорода. Никакой информацией о деталях этого предложения мы не располагаем, но из отчета ИТЭР известно, что достигнутые на сегодня обнаружнтельная способность и пространственное разрешение этого метода далеко недостаточны для оперативного мониторинга. Наши расчеты впервые показали, что диагностика микротечей по ЭКВ 0-0 полосе гидроксила может обеспечить существенно более высокие обнаружительную способность и пространственное разрешение. Нами также впервые проанализирована возможность диагностики так называемых скрытых течей.

Научная и практическая ценность работы

Разработан и создан компактный автоматический УФ спектрометр с высокими рабочими параметрами, пригодный для применения в космосе, а также на Земле па установках, не совместимых с пребыванием человека, и в обычных лабораториях.

Разработан спектроскопический метод обнаружения и диагностики микротечей воды, обладающий высокой обнаружительной способностью.

Положения, пыноснмые на защиту:

1. Разработка и создание уникального компактного спектрометра «Сириус-УФм».

2. Алгоритм работы ПРС спектрометра и программа обработки сигналов телеметрии.

3. Спектроскопический метод обнаружения и диагностики микротечей воды по ЭКВ 0-0 полосе гидроксила.

Вклад автора.

Автор принял активное участие в разработке проекта доработки и существенной модернизации исходного макета спектрометра, в его реализации и создании спектрометра «Сириус-УФм», удовлетворившего всем требованиям ТЗ, а также разработал прогрессивную методику его

наладки и юстировки; разработал схемы и методики измерения параметров прибора и провел их измерения; разработал алгоритм работы ПРС, программу обработки сигналов телеметрии, программу обеспечения надежности (ПОИ) и комплексную программу экспериментальной отработки (КПЭО) в соответствии с требованиями ГОСТ'ов и провел все положенные стендовые испытания с положительным результатом; рассчитал чувствительность спектрометра.

Автор принял активное участие в разработке спектроскопического метода обнаружения и диагностики микротечей воды, а также разработал проект специальной экспериментальной установки и смонтировал ее, провел серию экспериментов па установке ПР-2.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, список которых приводится в конце автореферата.

Апробации работы.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах ФИАН им. П.Н. Лебедева, а также на следующих научных конференциях:

1. XI конференция по физике газового разряда, Рязань, 2002 г.

2. X Всероссийская конференция по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк, 2003 г.

3. Научная сессия МИФИ. 2003 г.

4. XI научно-техническая конференция "Вакуумная наука и техника", г. Судак, 2004 г.

5. Научная сессия МИФИ-2005 г.

6. XI Всероссийская конференция по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк-Звенигород, 2005 г.

7. Научная сессия МИФИ-2006 г.

8. Демидовские чтения, Москва-Екатеринбург-Томск, 2006г.

9. V Российский семинар «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды» г. Москва, МИФИ, 2006 г.

10. XIII научно-техническая конференция «Вакуумная наука и техника». Сочи, 2006 г.

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, изложена на 130 страницах текста, включая 36 иллюстрации, 11 таблиц и библиографию из 110 наименовании.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется основная цель, новизна исследования, раскрывается практическая и научная значимость работы, перечисляются положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводятся: литературный обзор, содержащий описание спектральной аппаратуры, использованной в работах но программе «Скиппер» (NASA, США); сопоставление параметров прибора, созданного в США, и требований ТЗ, предъявляемых к спектрометру «Сириус УФм»; основные задачи по модернизации макета нашего прибора; обоснование необходимости и возможности применения спектрометра «Сириус-УФм» для обнаружения и диагностики микротечей воды в камере ИТЭР.

Во второй главе приведены: описание разработанных методик и результаты наладки и юстировки спектрометра «Сириус-УФм», описания модернизации оптико-механического блока (ОМБ) п приемно-регистрирующей системы (ПРС), методики и результаты измерений основных характеристик спектрометра. Разработанные нами методики и специальные приспособления позволили существенно сократить и упростить процедуру наладки и юстировки спектрометра. В процессе модернизации вместо ЭОП'а со стеклянным окном и конвертором принимаемого спектра был использован усилитель яркости с увиолевым окном, что позволило на порядок повысить чувствительность спектрометра. Разработана новая, более жесткая конструкция узлов ЭОП'а и ПЗС-линеек, позволившая успешно выдержать все испытания на прочность. Заменен микропроцессор ПРС на AT90S8515, что позволило упростить и значительно облегчить монтаж и корзину ПРС, а также повысить функциональные возможности ПРС и упростить алгоритм ее работы. Ужесточены конструкция и крепеж ряда деталей (кожух, кронштейны, винты, жгуты и т.д.).

На рис.1 приведена оптическая схема спектрометра; на рис.2-его общий вид; на рис.З-регистрограмма реперного спектра ртути, демонстрирующая реальный рабочий диапазон спектрометра и его разрешающую способность; на рис.5 приведено сопоставление измеренных аппаратных функций в двух ветвях ПРС с расчетной; на рис.4-основное окно программы Sirins uf обработки спектров.

Pue. I Оптическая схема спектрометра "С при ус-УФ". I -входная щель; 2- защпшое окно; 3-фог6ре?нстор; 4-днфракционная решетк»; 5-ловушка пуле пою порядка; 6-светодслительная пластина; ^-плоскость фокусиронки çiietrrpa на Э011; 7'- плоскость фокусировки спектра на боковую N'JC линейку; В-днхроичНвС зеркало.

Рис.2 Спектрометр «Сирнус-УФм» без защитного кожуха. Рис.3. Изображение спектра ртути,

полученное с боковой ГВС линейки,

Рис.4. Основное окно программы Sirius uf l'iic.5. Аппаратная функция спектрометра

It !регьей главе описаны лабораторные и стендовые испытания спектрометра, проведенные н соответствии с разработанными программами МОП и КПЭО и требованиями 73, Описаны объем и цели наземной отработки. í 1рппелен перечень средств испытаний п измерений. Описана

программа конструкторско-доводочных испытаний (КДИ) спектрометра «Сириус-УФм».

Программа КДИ задается соответствующими ГОСТами и ТЗ на работу. Согласно этой программе были проведены восемь испытаний на прочность под воздействием следующих факторов:

1. Ударные перегрузки 40§ по 3-м осям по 3 раза длительностью от 0.1 до 4 мсек.

2. Виброперегрузки по 3-м осям длительностью по 480 с (см. таблицу).

Частота 5-10 10-20 20-40 40- 80- 160- 320- 640- 1280-

Гц 80 160 320 640 1280 2500

ускорение 0,8 0,8-1,9 1,9-3,6 3,6- 6,0- 6,2- 6,7- 7,5- 9,4-10.0

В 6,0 6,2 6,7 7,5 9,4

3. Испытание по обнаружению резонансов конструкции при виброперегрузках.

4. Имитация акустического шума.

5. Линейное ускорение

6. Тряска при длительной транспортировке железнодорожным и автомобильным транспортом.

7. На устойчивость при изменении температуры от 0° до +40° С.

8. На помехозащищенность и помехоустойчивость.

В диссертации приведены результаты всех этих испытаний.

В заключительном параграфе приводится официальная оценка результатов проделанной работы и соответствия параметров спектрометра «Сириус-УФм» требованиям ТЗ, данная приемной комиссией. Спектрометр признан полностью соответствующим всем требованиям ТЗ, принят заказчиком и допущен к комплексным испытаниям в составе зонда ИЗ-А.

В четвертой главе подробно сформулирована проблема обнаружения микротечей воды в камере международного токамака ИТЭР и обоснована возможность и целесообразность применения спектрометра «Сириус-УФм» для решения этой задачи и мониторинга микротечей. Описан спектроскопический метод обнаружения и диагностики микротечей воды.

§ 4.1 посвящен описанию модели точечной субмикронной течи в камере токамака. В частности, приводятся данные по максимально допустимым размерам и скорости поступления паров воды через микротечь. Сделанные оценки показывают, что требуемое пороговое значение для токамака ИТЭР на уровне Ш"1 ч/с, будет достигнуто при образовании течи в

первой стенке размером всего 0.03 мкм. Па сегодня каких-либо методов, обладающих такой обнаружительной способностью и применимых в условиях ИТЭР, не существует. Оценки, сделанные нами в приближении ((точечной» течи показывают, что спектроскопический метод может обеспечить требуемую чувствительность.

На рис. 6 показана элементарная динамическая модель натекания паров воды. Идея спектроскопического метода обнаружения течи воды основана на том, что путем воздействия на стенку плазмой или потоком электронов можно разложить и возбудить вытекающие пары Воды, а затем выделить свечение той компоненты, некоторый характерный участок спектра которой АХ можно наблюдать и измерять при минимальном уровне помех. Если параметры действующей электронной компоненты достаточны для эффективного возбуждения, то над течью образуется "шапка", хорошо излучающая в области АХ. Предварительный анализ показал, что максимальная обнаружительная способность может быть достигнута при

* " Рис.6. Элементарная динамическая модель

натекания воды (молекулы Н2О, изотропно »" разлетающиеся со скоростью V ~105 см с '). Па

графике показана избыточная концентрация ■ молекул воды [Н20] в зависимости от

• \ расстояния г от течи при радиусе канала течи

\ ' 1у= I мкм и скорости натекания II =4-Н)"с '

\ (I), 0.1 мкм и, сооответственно, 4101гс"' (2),

0.03 мкм и4-10|0с| (3); 0.01 мкм и 410*с'' (4); концентрация остаточного газа (5) при ! давлении 0.1 11а; остаточная концентрация

, молекул воды [И20]К1 (6).

наблюдении основной полосы ОН 2£-2П в области 260-310 им. Эта полоса легко возбуждается, очень интенсивна и имеет четкий кант при плотности частиц < Ш16 см"3.

Спектроскопически^ метод индикации может быть эффективным лишь при наличии в наблюдаемом объеме V над течыо достаточно большого числа молекул-индикаторов, превышающего порог их обнаружения выданных условиях. Количество радикалов в нем N (ОН ) может быть рассчитано в коропальном приближении, поскольку их образование осуществляется прямым электронным ударом согласно

НгО + е —> ОН* + Н + е, а дезактивация за время гд//. <1СГ5с путем спонтанного излучения. Поэтому:

N(0!f) = \lHpt-N, ■ViJatJvJ-f(vJ udvüV' (l)

v 1

где (J()U ■ (fy»(,)~10 "см2- ссчение процесса (4.!), fipe)r функция

распределения электронов по скоростям. Для возбуждения гидроксИлэ планируется использовать вспомогательный тлеющий разряд предназначенный для обработки стенки реактора. 1! § 4.1.2 приводится расчет обнаружитель! юи способности метода. С учетом параметров нашего прибора и параметров тлеющего разряда который планируется использовать в ИТЭР. Для нашего случая мы получили выражение для полного потока фотонов падающих па спектрометр:

Ф . = riiiift,(2) "" Щ hv ' vrk ' ' К тг

где V — наблюдаемый объем, выделяемый диафрагмой поля зрения, 4.1 V = к Ii (a/b)2 dr; (UJ ~ Л (b/a) - const., Л - входная апертура спектрометра; i„s пропускание фокусирующей системы OS; здесь считается; что апертура системы OS согласована с Л. Первая часть формулы отвечает за параметры ми кроте чн, вторая за параметры разряда и третья описывает нашу оптическую систему. Сделанные оценки показывают что данным методом можно обнаружить точечные течи с натеканием вплоть до 10s ч/с, это был бы рекордный результат.

В § 4.2 описана модель «скрытой» микротечи. Так как камера ИТ ЕР будет состоять из модулей сложной формы, то возможно образование микротрещин внутри них.

HuKyyuuMii «ujynyc

Модуль бллниста |

Нашли, перпмй пенки

Рис./. 1'ис.8.

Рис.7. Конструкция стенки кимеры ЦТ')!1, пня со стороны (Ura-JMU (модуль уелоино

разрезан, пернач стен sea отдкинута).

Рис.8 Схема возможных траекторий течи Ышкуумиын KOjniyföj 2-модуль Гиишксш, i-nepui^ стенка, 4-нла шеиняя камера, §-микритеч1..

На рис. 7. приведена конструкция стенки камеры ИТЭР. Для такого случая нами были сделаны расчеты и оценки возможности обнаружения микротечи. На рис. 8. приведена схема возможного расположения микротечей соответствующих траекторий молекул воды. Как видно из рис.8, молекулы Н20, инжектированные скрытыми течами, должны заполнить многочисленные пазухи и каналы, прежде чем они вылетят через щели между модулями в камеру.

Во всех этих объемах на этапе обезгаживания стенок давление газа будет несколько выше, чем в камере, но все же останется достаточно низким, так что длина свободного пробега молекул Н20 будет ограничиваться только стенками, расстояние между которыми варьируется в пределах нескольких сантиметров. Это означает, что (1) молекулы Н20 быстро приобретут приблизительно максвелловское распределение по скоростям с температурой, близкой к температуре стенок; (2) поток молекул 0 [Па-м3-с"'] будет течь в молекулярном режиме; (3) перепад давления по длине канала ДР [Па] будет определяться его проводимостью и [м3-с"']: ДР=0/11; (4) установится квазистационарное распределение давления по каналам и пазухам; (5) независимо от этого распределения поток газа через щели в камеру будет равен скорости натекания через течи. Для простейшего случая натекания через щелевой канал шириной Ь, глубиной 1 и длиной а»Ь получим следующее выражение полного числа молекул воды в канале

/V,,,,,.....= аЬ\И(х)(1х = 1п

Г 1 /Л — + 3-КГ4--

(3)

Здесь множитель 3-104 имеет размерность с/см. Первое слагаемое отражает эффект накопления молекул в канале за счет многократных отражений от стенок, второе обусловлено конечной проводимостью канала и образующимся вследствие этого перепадом давления. Как видно из этой формулы, основной вклад обусловлен перепадом давления, поскольку

значение V _ лежит в диапазоне 103-105 см/с. В рассматриваемых условиях

1/Ь~100,1=100 см, так что окончательно получим

N «3-И [молекул] (4)

нотой

Это количество на 2-3 порядка превышает предельное число молекул, /V которые заключены при той же скорости натекания в «шапке» над течыо

в объеме (О-диаметр камеры):

3

N —я <1(Г2 -п (5)

о

Таким образом, при наблюдении скрытой течи, в принципе, можно достичь значительно более высокой обнаружительной способности, чем при наблюдении точечной течи на лицевой панели, но для этого необходимо выполнить следующие, отнюдь не тривиальные условия: (I) обеспечить не менее эффективное возбуждение молекулы по всем объеме глубокой щели и (2) создать систему наблюдения и регистрации излучения, способную «заглянуть» вглубь каждого капала. Сложность выполнения этих условий обусловлена спецификой ИТЭ1\

В § 4.3 приводятся описание и результаты экспериментов но качественному обнаружению свечения паров воды и по оценке чувствительност и метода выполненные на установке ПР-2 в МИФИ. Схема установки приведена па рис. 9. В нашем эксперименте В вакуумной камере I зажигался плазменно-нучковый разряд (напряжение 2кВ. ток 0.5 Л). В периферическую зону разряда через нагекатель 3 Вводились нары воды и их Свечение рассматривалось через кварцевое окно в билом свете в режиме много кадровой видеосъемки. На рис. 10 приведены три кадра: до открытия натекателя, через 40 мс после открытия и через 80 мс. Эффект отчей ¡и во виден в белом свете за счет более высокой концентрации молекул в газовой «шапке» над течью. Как видно на рис, Ю, область локализации течи хорошо

Put, 9. Схема установки Ш'-2, I вакуумная камера; 2 диафрагмы; 3 система I шин any ска; 4 — катушки магнитного ноля; 5 - катод; б - анод; 7 — коллекторное устройство; К - шлюзовое устройство №1; 9 натекатель паров поды; 10 — ш.чючопос устройство №2; И - кварцевое окне

Тис. И) Динамика свечения при напуске в нлвэменно-пучковыи разряд паров воды: а} разряд до поступления паров воды, G) через 40мс после открытий натекателя, в) через 80мс после открытия натекателя.

идентифицируется, тем самым выполняется первое условие об локализации микротечи.

Следующая Серия экспериментов была посвящена оценкам чувствительности метода п поиску наиболее эффективных условий возбуждения гидроксила ОН. В этих экспериментах выделялась область

спектра от 260 до 350 нм, и с помощью ФЭУ-142 измерялось распределение интенсивности в ней с целью обнаружения полосы гидроксила ОН \=306 нм. Условия проведения экспериментов:

1: Буферный газ воздух давление 2-Ю"4 торр, ток разряда 60 мА; напряжение 1.8 кВ; пе~Ю10, входная щель монохроматора 4 мм. Измеренное распределение интенсивности свечения плазмы показано на рис. 12а. 2: Остаточное давление 1*10"5торр; затем напускался аргон до давления 2-10"4 торр, ток разряда 60 мА, напряжение 1.8 кВ, пс~1010, , входная щель монохроматора 4 мм. Измеренное распределение интенсивности свечения плазмы показано на рис.126.

3: Напускался дейтерий до давления 6-10"4 торр, ток разряда 200 мА; напряжение 2 кВ; пе~10ш, входная щель монохроматора 1 мм. Измеренное распределение интенсивности свечения плазмы показано на рис. 12в.

«игр пэпучаиия ■ диапп

ч

„ ..

№ Слмпр (МГЯИЙЯ Ц>ТОНОЯОЙ ПЛПкЫ

ис. 14г. Распределение )111ТС11С11В11ПС'[СЙ

146. Спектр емчвни« дейтеривой плазмы

Рис. 12 Распределение интенсивности свечения плазмы.

Как видно из приведенных рисунков, вид спектра довольно слабо зависит от буферного газа. По-вндНмому, он определяется, главным образом, гажепием стенок вакуумной камеры. В выделенном диапазоне в состав спектра могут, в принципе, входить помимо ЭКВ 0-0 полосы ОН также полосы у системы N0 и 3+ системы СО. Относительные распределения интенсивности в этих ЭКВ полосах определяются факторами Франка-Кондона, оттенепием полос, а также колебательной и вращательной температурой.

На рис. 12г. показаны в относительных единицах реконструкции распределений интенсивностей в этих полосах, построенные с учетом аппаратной функции нашей измерительной установки. Как видно из сопоставления этих рисунков, наблюдаемый спектр в аргоне и воздухе хорошо соответствует расчетной структуре спектра ОН. В нем пет даже следов полос СО и N0. ЭКВ 0-0 полоса интенсивна и в дейтерии.

Концентрацию молекул воды в остаточном газе можно оценить на основе ранее проведенных масс-спектрометрических измерений. Из них следует, что фоновая концентрация паров воды в установке ПР-2 составляет примерно 1% от концентрации буферного рабочего газа.

Таким образом, нам удалось зафиксировать свечение гидроксила ОН в разряде при давлении 2*10"4 торр, с концентрацией наров воды на уровне 10'° ч/см3. По порядку величины это уже довольно близко к требуемому уровню обнаружительной способности.

В пятой главе приводятся данные по аналогичным спектрометру «Сириус-УФм» приборам, сравниваются их основные характеристики. В таблице 1 приведены параметры лабораторных компактных модюхроматоров и спектрометров/спектрографов УВИ диапазона, выпуск которых был начат в 1990-1995 гг, и 4-х опытных образцов, которые были разработаны к 1995 г. Для сравнения в таблице приведены также параметры спектрометра «Скиппер» и требования к спектрометру «Сириус-УФ» из второй, более жесткой редакции ТЗ.

Сопоставление но функциональным возможностям, габаритно-массовым характеристикам, надежности и т.п. нецелесообразно, поскольку все рассматриваемые приборы (за исключением «Скиннера») разрабатывались только для лабораторного применения и заведомо не удовлетворяют тем жестким требованиям ТЗ, которым полностью удовлетворяет спектрометр «Сириус-УФм».

Параметры современных компактных дифракционных спектральных приборов мало отличаются от приведенных в таблице 1.

Таблица 1

Компактные мопохроматоры У1111 диапазона (поданным на 1995 г.)

Страна Россия Франция Германия США Фрэн ння США

Фирма 14)11- ломз ^Ып-Учоп 5рсс1гошс Регкнь Штег .1<>Ып-УУОП илвл

Модель МУМ 11-20 ВМ-25 М-ИОО 1№- 320 Ясфрсг

Г,м 0,12 - 0,25 0,27 0,3 0,3

П. мм/мм 3»4 6,6 1,6 2,4 4

а„..... нм 0,5 0,5 0,5 0,2 0,2 1

л 1:3.5 1:4.2 1:3 1:5 1:4.2 1:5

М.ю 7,0 3,2 7,0 1 (),() 14,0 7,0

Спектрографы (спектрометры) УФ дпанатона (по данным на 1995 г.)

Сфипа Г ермапия Германия Россия Россия Германия Фрап пня Россия Россия

Фирма SAI LOT-ORIEL гипо П1ПО-ФИА11 LOT-ORIEL Jobin-Yvon гои ГИПО-ФИАН

Модель Spectropor 77200 Радуга дсп Multispec СР-200 мос-з Сириус -УФ

F.M 0,3 0,25 0,06 0,12 0,12 0,19 0,05 0,05

П. нм/мм 1,4 3,3+2,8 1.5 1,25 6,7 25 " 19

8Х„..... им 0,03 0,1 0,15 0,02 0,4 3,5 0.8 1,0

А - 1:4,4 1:4 1:3 1:3,7 1:2,9 1:2,5 1:3

М, кг 23 5.5 7,0 10 1,5 5,0 4,0 3,2

pei иир аиия 15 кап. лип. фшогр. фо'кмр. лиц. ЛИИ. лип. ЛИИ.

Таким образом, по светосиле и спектральному разрешению спектрометр «Сириус УФм» находится на уровне современных серийных приборов, а по габаритно-массовым характеристикам и жесткости конструкции существенно превосходит их.

В Заключении приведены основные результаты работы:

Разработан и полностью реализован проект модернизации спектрометра, улучшены его физические и конструкторские характеристики, в том числе увеличены спектральная чувствительность и разрешающая способность прибора, повышена жесткость конструкции и снижена его масса.

^ Проведены детальные лабораторные исследования реальных физических характеристик (электрических, оптических, спектральных) модернизированного спектрометра «Сириус-УФм». Разработаны алгоритм ПРС и программа отработки сигналов телеметрии. ^ Разработаны в соответствии с требованиями ГОСТов программы обеспечения надежности (ПОИ) прибора, комплексная программа его экспериментальной отработки (КПЭО) и другая необходимая научно-техническая документация. Разработаны методики и схемы электрических и оптических измерений параметров прибора и проведены их измерения. Успешно, без замечаний, проведены конструкторско-доводочиые испытания (КДИ).

Разработан метод обнаружения с помощью спектрометра «Сириус-УФм» микротечей воды в вакуумной камере применительно к условиям токамака ИТЭР. Рассчитана обнаружительная способность метода. Проведены пробные эксперименты, подтверждающие эффект локализации излучения над течыо и сделаны оценочные определения величины обнаружительной способности.

Публикации автора но теме диссертации

1 П.В. Алферов, О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, Г.В.Чудаев. "Состав плазмы высоковольтного импульсного разряда в потоке воды". Тезисы докладов XI конференции по физике газового разряда, Рязань, 2002, часть 1,с.20-21.

2 O.II. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев, 11.11 Трифонов. "Спектроскопический метод обнаружения течи Н20 в диверторе ИТЭР и определения скорости натекания". Тезисы докладов X Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк, 2003, с.22.

3 О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, U.K. Павлычева, A.M. Фуников. "Малогабаритный автоматический УФ спектрометр для диагностики пристеночной плазмы по молекулярным спектрам". Тезисы докладов X Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк, 2003, с.24.

4 О.Н. Афонин. "Модернизация спектрометра "Сириус-УФ" и исследование его рабочих характеристик". Сборник трудов научной сессии МИФИ. 2003, том 4, с. 101.

5 О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, A.M. Фуников, И.П. Южакова. "Итоговый отчет о результатах наземной отработки спектрометра «Сириус-УФ»". Москва, ФИАН, 2003, 18 стр.

6 О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, II.К. Павлычева, A.M. Фуников. "Малогабаритный автоматический УФ спектрометр для диагностики плазмы по молекулярным спектрам". Приборы и техника эксперимента (ПТЭ), Москва, 2004, №2, с. 164-165.

7 О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. " Возможность обнаружения течи воды в камере токамака ИТЭР спектроскопическими методами". Сборник трудов XI научно-технической конференции "Вакуумная наука и техника", г. Судак, 2004, с.41-42.

8 О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. "Возможность обнаружения течи воды в камере токамак ИТЭР спектроскопическими методами". Сборник трудов научной сессии МИФИ-2005, том 4, с. 96-97.

9 А. Б. Антипенков О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. «Обнаружение микротечей воды в камере ИТЭР». Тезисы докладов XI Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк-Звенигород, 2005, с.52-54.

10 А. Б. Антипенков О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. «Метод обнаружения микротечей воды в камере токамака ИТЭР». Сборник трудов научной сессии МИФИ-2006 том 4, с. 78-79.

11 А. Б. Антнпенков О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. «Спектроскопический метод обнаружения микротечей воды в камере международного токамака ИТЭР». Демидовские чтения, тезисы докладов. Москва-Екатеринбург-Томск, 2006, с.31-32.

12 А.Б.Антипенков, О.Н.Афонин, И.В.Визгалов, В.А.Курнаев, В.Н. Колесников. «Обнаружение микротечей воды в камере ИТЭР». ВАНТ, 2006, выпуск 3, с.46-55.

13 А.Б.Антипенков, О.Н.Афонин, И.В.Визгалов, А.Н. Ильин, В.Н. Колесников, В.А.Курнаев. «Возможность обнаружения скрытых мнкрогечей в камере токамака ИТЭР». V Российский семинар «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды» г. Москва, МИФИ, 2006, с. 117-119.

14 А.Б.Антипенков, О.Н.Афонин, И.В.Визгалов, А.Н. Ильин, В.А.Курнаев, В.Н. Колесников. «Возможность обнаружения скрытых микротечей в камере токамака ИТЭР». XIII научно-техническая конференция "Вакуумная наука и техника", г. Сочи, 2006, с.89-93.

Подписано в печать /О, О ^ 2007 г. Формат 60:<84/16. Заказ №Д5Т Тираж/сОэкэ.П.л. Отпечатано в Редакдионно-издательской и информационной службе Физического института им. П.Н. Лебедева РАН с оригинал-макета заказчика. 119991 Москза, Ленинский проспект, 53. Тел. 132 Ь1 23

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ И ТЕХНИКА ИССЛЕДОВАНИЙ СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛАЗМЫ.

1.1 Обзор литературы.

1.2 Спектрометр «Сириус-УФ».

1.3.Применение спектрометра «Сириус-УФм» в «земных» лабораториях.

1.4. oci ювные задачи диссерта1ita.

ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ МОДЕРНИЗИРОВАННОГО СПЕКТРОМЕТРА «СИРИУС-УФМ».

2.1. модернизация оптико-мехалического блока (ОМБ).

2.2. Модернизация приемно-регистрирующей системы (ПРС).

2.3. Процедура и результаты наладки и юстировки спектрометра.

2.4 Устройство модернизированного спектрометра "Сириус-УФм".

2.4.1. Конструкция спектрометра.

2.4.2. Приемно-регистрирующая система спектрометра (ПРС). Программа Siriusuf.

2.4.3. Спектральная чувствительность спектрометра "Сириус-УФм".

ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ И СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ СПЕКТРОМЕТРА «СИРИУС-УФМ».

3.1. Технические требования, предъявляемые к спетрометру(выписки из второй редакции ТУ; ряд требований был в ней ужесточен).

3.2. Объем и цели наземной отработки.

3.3. Перечень средств испытаний и измерений.

3.4. Программа КДИ спектрометра «Сириус-УФм».

3.5. Официальная оценка результатов проделанной работы и соответствия параметров спектрометра «Сириус-УФм» требованиям ТЗ, данная Представительством Заказчика (ПЗ) и приемной комиссией.

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ СПЕКТРОМЕТРА «СИРИУС-УФМ» В НАЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ.

4.1. Постановка задачи в приближении «точечной» течи.

4.1.2 oci 1аружителыiая способность в случае «точечной» течи.

4.2. Модель «скрытой» течи.

4.3 Эксперименты на установке ПР-2.

Одна из актуальных задач современной физики исследования радиационных и иных характеристик поверхностной плазмы, формирующейся в вакууме на поверхности твердых тел [14]. Типичными объектами таких исследований являются, например, плазма, образующаяся на поверхности космических аппаратов [515]; плазма на поверхности вакуумных камер термоядерных реакторов [16] и др. Спектроскопические методы исследований являются в этих случаях наиболее информативными. Известно, что поверхностная плазма имеет сложный состав, включающий ряд молекул и радикалов. Поэтому в лабораторных условиях для получения детального спектра ее излучения применяются «классические» дифракционные приборы достаточно высокого разрешения. Такие приборы обладают, как правило, большими габаритами (>1м) и массой (>100 кг) и управляются оператором в «ручном» режиме. Но их практически невозможно применить в космосе или на особо опасных установках на Земле в условиях, несовместимых с пребыванием человека. Несмотря на существенное различие названных объектов, для изучения их радиационных характеристик могут быть применены одни и те же методы и спектральные приборы. Наиболее подходящими являются компактные спектральные приборы нового поколения, построенные на неклассических вогнутых дифракционных решетках и обладающие поэтому на порядок меньшими габаритами и массой и способные работать в автоматическом запрограммированном режиме [17-19]. Помимо этих общих условий приборы для применения в космосе должны удовлетворять еще целому ряду весьма жестких специфических требований. Узкая специализация и исключительно жесткие требования к конструкции приводят к тому, что промышленный выпуск подобных приборов нерентабелен. Поэтому и в России, и в других странах заинтересованные организации идут по пути разработки, создания и применения на космических аппаратах уникальных приборов, выпускаемых в единичных экземплярах.

Автор данной диссертации принял активное участие в создании, исследовании рабочих характеристик и испытаниях одного из таких уникальных приборов - спектрометра «Сириус-УФм», предназначенного для получения, регистрации и передачи в систему телеметрии УФ спектров излучения околозондовой плазмы на высотах от 1000 до 50 км над Землей. Изготовленные три бортовых экземпляра прибора и функциональный макет успешно прошли все положенные испытания и сданы заказчику. Работа выполнялась в составе Гос. заказа по теме 726-М. Результаты этой работы подробно освещены в данной диссертации. Предполагалось, что в дальнейшем автор примет участие в комплексных испытаниях спектрометра в составе зонда ИЗ-А и в расшифровке и обработке материалов трех натурных экспериментов.

Основные параметры автоматического спектрометра «Сириус-УФм» (рабочий диапазон, разрешение, чувствительность, динамический диапазон, компактность) являются оптимальными для решения также и другой важной задачи. Речь идет об оперативном обнаружении микротечей воды в камере международного токамака ИТЭР. В документах ИТЭР [20] эта задача отмечена как одна из существенных для обеспечения безаварийной работы реактора, но не получившей пока удовлетворительного решения. Автором диссертации разработан спектроскопический метод обнаружения микротечей воды на основе регистрации 0-0 полосы ЭКВ спектра гидроксила ОН с помощью спектрометра «Сириус-УФм». Этот метод обладает рекордно высокой расчетной обнаружительной способностью. В диссертации детально рассмотрены два варианта: модель «точечной» течи в лицевой панели первой стенки камеры и модель «скрытой» течи в элементах сложной конструкции бланкета и обсуждена возможность реализации метода в конкретных условиях будущего реактора ИТЭР. В модельных экспериментах на установке ПР-2 подтвержден эффект локализации излучения ОН над микротечью и оценена реальная обнаружительная способность.

Диссертация содержит введение, пять глав и заключение. Первая глава посвящена постановке задачи создания компактного УФ спектрометра для космического зонда ИЗ-А и обоснованию необходимости для ее решения существенной доработке и частичной модернизации исходного спектрометра, а также краткому обзору работ, выполнявшихся в данном направлении в США и России. Дополнительно сформулирована задача разработке спектрального метода обнаружения микротечей воды в камере токамака ИТЭР с помощью созданного спектрометра. Вторая глава содержит описание модернизированного спектрометра «Сириус-УФм» и результатов экспериментальных исследований его реальных рабочих характеристик.

Заключение

• Создан модернизированный спектрометр «Сириус-УФм», предназначенный для использования в космическом зонде ИЗ-А с целью регистрации спектра излучения околозондовой плазмы. В результате модернизации на порядок повышена чувствительность спектрометра, вдвое улучшено разрешение, снижена масса, значительно повышена жесткость конструкции. Все спектральные, оптические, электрические и габаритно-массовые параметры спектрометра полностью отвечают требованиям ТЗ. Изготовленные опытные образцы и макеты спектрометра успешно выдержали все положенные по ТЗ и ГОСТам испытания, приняты комиссией и спектрометр допущен к комплексным испытаниям в составе зонда ИЗ-А.

• Разработан и утвержден требуемый комплект научно-технической документации, в том числе программа обеспечения надежности, комплексная программа экспериментальной отработки, программы и методики лабораторных и стендовых испытаний, алгоритм работы приемно-регистрирующей системы, программа отработки сигналов телеметрии. Все мероприятия, измерения и испытания, намеченные перечисленными документами, выполнены с положительным результатом.

• Обоснована целесообразность применения спектрометра «Сириус-УФм» для обнаружения и измерения микротечей воды в камере токамака ИТЭР. Разработано физическое обоснование спектроскопического метода решения этой актуальной задачи, предложена схема его реализации. Проведена серия экспериментов, подтвердивших возможность достижения требуемой высокой обнаружительной способности данного метода.

Автор хотел бы выразить свою искреннюю благодарность, тем благодаря помощи и поддержки которых диссертационная работы была выполнена.

В первую очередь поблагодарить своего научного руководителя В.Н. Колесникова, без всесторонней помощи Владимира Николаевича эта работа вряд ли была бы выполнена.

Автор хотел бы поблагодарить соавторов опубликованных работ, вместе с которыми были получены результаты диссертационной работы: к.ф.-м.н. И.В. Визгалова, А.Б. Антипенкова, A.M. Фуникова, И.П. Южакову, Н.М. Дровникову, д.ф.-м.н. В.А. Курнаева, д.т.н. Н.К. Павлычеву, Г.В.Чудаева, П.В. Алферова, H.H. Трифонова, А.Н. Ильина.

Диссертант также хотел бы поблагодарить заведующего кафедрой «Физика плазмы» д.ф.-м.н. В.А, Курнаева и заведующего отделом ОНТП В.Н. Очкина, сохранявшим и поддерживавшим научные традиции и доброжелательную атмосферу на кафедре и в отделе, которые были необходимы для проведения диссертационной работы. А также выразить благодарность всем сотрудникам кафедры и отдела за их помощь.

Автор выражает благодарность Российскому Фонду фундаментальных исследований, оказавшему частичную финансовую поддержку проведенным нами исследованиям (грант № 06-08-00254-а).

Список публикаций автора диссертации:

1. О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, A.M. Фуников, И.П. Южакова. "Итоговый отчет о результатах наземной отработки спектрометра «Сириус-УФ»". Москва, ФИАН, 2003, 18 стр.

2. О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, Н.К. Павлычева, A.M. Фуников. "Малогабаритный автоматический УФ спектрометр для диагностики плазмы по молекулярным спектрам". Приборы и техника эксперимента (ПТЭ), Москва, 2004, №2, с. 164-165.

3. А.Б.Антипенков, О.Н.Афонин, И.В.Визгалов, В.А.Курнаев, В.Н. Колесников. «Обнаружение микротечей воды в камере ИТЭР». ВАНТ, 2006, выпуск 3, с.46-55.

4. П.В. Алферов, О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, Г.В.Чудаев. "Состав плазмы высоковольтного импульсного разряда в потоке воды". Тезисы докладов XI конференции по физике газового разряда, Рязань, 2002, часть 1,с.20-21.

5. О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев, Н.Н Трифонов. "Спектроскопический метод обнаружения течи Н20 в диверторе ИТЭР и определения скорости натекания". Тезисы докладов X Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк, 2003, с.22.

6. О.Н. Афонин, В.Н. Колесников, Н.К. Павлычева, A.M. Фуников. "Малогабаритный автоматический УФ спектрометр для диагностики пристеночной плазмы по молекулярным спектрам". Тезисы докладов X Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк, 2003, с.24.

7. О.Н. Афонин. "Модернизация спектрометра "Сириус-УФ" и исследование его рабочих характеристик". Сборник трудов научной сессии МИФИ. 2003, том 4, с. 101.

8. О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. " Возможность обнаружения течи воды в камере токамака ИТЭР спектроскопическими методами". Сборник трудов XI научно-технической конференции "Вакуумная наука и техника", г. Судак, 2004, с.41-42.

9. О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. "Возможность обнаружения течи воды в камере токамак ИТЭР спектроскопическими методами". Сборник трудов научной сессии МИФИ-2005, том 4, с. 96-97.

10. А. Б. Антипенков О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. «Обнаружение микротечей воды в камере ИТЭР». Тезисы докладов XI Всероссийской конференции по диагностике высокотемпературной плазмы. Троицк-Звенигород, 2005, с.52-54.

11. А. Б. Антипенков О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. «Метод обнаружения микротечей воды в камере токамака ИТЭР». Сборник трудов научной сессии МИФИ-2006 том 4, с. 78-79.

12. А. Б. Антипенков О.Н. Афонин, И.В. Визгалов, В.Н. Колесников, В.А. Курнаев. «Спектроскопический метод обнаружения микротечей воды в камере международного токамака ИТЭР». Демидовские чтения, тезисы докладов. Москва-Екатеринбург-Томск, 2006, с.31-32.

13. А.Б.Антипенков, О.Н.Афонин, И.В.Визгалов, А.Н. Ильин, В.Н. Колесников, В.А.Курнаев. «Возможность обнаружения скрытых микротечей в камере токамака ИТЭР». V Российский семинар «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды» г. Москва, МИФИ, 2006, с. 117-119.

14. А.Б.Антипенков, О.Н.Афонин, И.В.Визгалов, А.Н. Ильин, В.А.Курнаев, В.Н. Колесников. «Возможность обнаружения скрытых микротечей в камере токамака ИТЭР». XIII научно-техническая конференция "Вакуумная наука и техника", г. Сочи, 2006, с.89-93.

1. В.А. Курнаев. Взаимодействие низкотемпературной плазмы с конденсированным веществом, газом и электромагнитным полем. Энциклопедия низкотемпературной плазмы/ Под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука/Интерпериодика. ТЗ. Раздел 6, 2000. С.1-135.

2. Готт Ю.В. Взаимодействие частиц с веществом в плазменных исследованиях. М. Атомиздат, 1978. 271 с.

3. Гусева М.И., Мартыненко Ю.В. Взаимодействие частиц плазмы с поверхностью// Итоги науки и техники/ Под ред. В.Д. Шафранова. T.l 1 М.: ВИНИТИ, 1990 (Серия «Физика плазмы»)

4. В.А. Курнаев. Взаимодействие плазмы с поверхностью. М. МИФИ, 2003. 112 с.

5. Гарретт Г.Б., Чатджян А., Гэбриел С.Б. // Аэрокосмическая техника. 1989. № 10. С. 64.

6. Модель космического пространства. Под редакцией акад.С.Н.Вернова, т.2, Москва, 1983

7. Анализ и обобщение результатов отечественного и зарубежного опыта по исследованию околообъектовой среды космических аппаратов. НТО ЦНИИМАШ №851-5074/00-4124-13, 2000

8. Wulf E.and U.von Zahn. The shuttle environment: Effects of thruster firings on gas density and composition in payload bay, J.Geophys.Res., 91, 3270-3278, 1986

9. Kofsky I.L., Barrett J.L. Spacecraft surface glows // Nucl.Inst. and Methods. 1986. Ш4, PP. 480 489.

10. M.Huffman R.E., Leblanc F.J., Larrabee J.C., & Paulsen D.E. Satellite vacuum ultraviolet airglow and auroral observations // J.Geophys.Res.1980.85, PP. 2201 -2215.

11. Hunton D.E. Thruster firing effect in the shuttle environment, J.Geophys.Res., 99, 3999-4022, 1994

12. B.A. Курнаев. Диагностика взаимодействия плазмы с поверхностью. В томе приложений Энциклопедии низкотемпературной плазмы «Диагностика плазмы. Справочные материалы», Москва, Янус-к, в печати.

13. Н.К. Павлычева. Спектральные приборы с неклассическими дифракционными решетками. Казань: Изд-во Казн. Гос. Техн. ун-та, 2003. 198 с.

14. Nazmeev М. Pavlycheva N. New generation spectrographs // Opt. Engin. 1994. - Vol. 33 - P.2777-2782.

15. Технический проект ИТЭР. Заключительный отчет: ITER, Final Design Report, 2001, G 31 DDD 14 01-07-19 W 0.1, section 3.1 „VACUUM PUMPING AND FUELLING SYSTEMS".

16. Viereck R.A., Murad E., Knecht D.J., Pike C.P., Bernstien L.S., Elgin J.B. and Broadfoot A.L. The interaction of the atmosphere with the Space Shuttle thruster plume: The NH(A-X) 336 nm emission. J.Geophysics Research, Vol. 101, 1996,p.5371

17. Orient O.J., Chutjian A.and Murad E. Observation о CH A-X, CN B-X and NH A-X emissions in gas-phase collisions of fast 0(3P) atoms with hydrazines. J.Chem.Phys. v.101 (10), p.8297, 1994

18. Viereck R.A., Murad E., Pike C.P., Mende S.B., Swenson G.A., Elgin J.B., Bernstein L.S. and Lucid S. O('S) 557.7 nm and O('D) 630 nm emissions in shuttle thruster plume. J.Geopys.Res., v. 100, NA4, p.5819, 1995

19. Г.Ф.Карабаджак, Н.А.Анфимов, Ю.А.Пластинин. Космические исследования излучения верхней атмосферы и ионосферы Земли естественного и техногенного происхождения с борта пилотируемых станций.

20. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Изд-во А и Б, 1997. 296 с.

21. Skinner A., Me. Evoddy P., Pollock D.B. UVISI Instrument Certification an On-Orbit Performance // 35th Aerospace Sciences Meeting. Reno, 1997. -A1AA97-0312.

22. Vill I.D. Stair A.T. MSX Design Driven by Targets and Backgrounds // 35th Aerospace Sciences Meeting. Reno R.D.S., 1997. AIAA97-0308.

23. Sears R.D., Neil R.R.O., Hegblom R.G. et al. Multispectral observations of atmospheric, terrain and cloud clutter from MSX // 36th Aerospace SciencesMeeting. Reno, 1998. AIAA980289.

24. Пластинин Ю.А. «Программа Скиппер» Отчет ЦНИИМАШ, М.,1995.

25. Taylor J.C., Silver D.M., Erlandson R.E., Swaminathan P.K., Boies M.T., Benson R.C., Uy O.M., Galica G.E., Rault D.F.G. Early-time water vapor outgassing from MSX: assessment using the DSMC method // AIAA Paper. 1997. 97-0838.

26. Erlandson R.E., Boies M., Uy O.M., Taylor J.C., Grebowsky J.M., Coulson J.T. MSX contamination experiment ion mass spectrometer obser-vations during early operations // AIAA Paper. 1997. 97-0837.

27. Green B.D., Galica G.E., Uy O.M., Benson R.C., Silver D.M., Lesho J.C., Boies M.T., Wood B.E., Hall D.F., Dyer J.C. MSX contamination environment during the First orbital year // AIAA Paper. 1998. 98-0387.

28. Gimelshein S.F., Levin D.A., Drakes J.A., Karabadzhak G.F., Ivanov M.S. Modeling of UV radiation from high altitude plumes and comparison with data from the Mir space station., AIAA Paper 993452, 33rd Thermophysics Conference, Norfolk, VA, June 1999.

29. Атмосфера.Справочник. Ленинград: Гидрометеоиздат. 1991.

30. Авакян С.В., Кудряшев Г.С. Спектр фотоэлектронов в верхней атмосфере Земли при солнечных вспышках //Космич. исслед. 1984. Том 22. №6. С. 889.

31. Мак-Ивен М., Филлипс Л. Химия атмосферы.М.:Мир.1978.

32. Правилов A.M. Процессы фотораспада и рекомбинации с излучением в двухатомных молекулах, входящих в состав атмосферы. В сб. «Химия плазмы», М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 65-102.

33. Правилов A.M. Фотопроцессы в молекулярных газах. М.: Энергоатомиздат, 1992.

34. Ветохин С.С., Гулаков И.Р. и др. Одноэлектронные фотоприемники. М. Энергоатомиздат, 1986.

35. Аксененко М.Д., Бараначников M.JI. Приемники оптического излучения. М. Радиосвязь, 1987, 295 с.

36. Жигарев A.A., Шамаева Г.Г. Элетронно-лучевые и фотоэлектронные приборы. М.: Высш. Школа, 1982. 463 с.

37. Пейсахсон И.В. Применение вогнутых дифракционных решеток в спектральных приборах. Современные тенденции в оптике и спектроскопии. Новосибирс: Наука, 1982. С.94-125.

38. Павлычева Н.К., Кит И.Е., Антошкина В.П. Спектральные приборы с голографическими дифракционными решетками. М., 1979. 30 с. Деп. В ЦНИИ Информации, №1874.

39. Пейсахсон И.В, Яковлев Э.А., Бажанов Ю.В. Вогнутые дифракциооные решетки с компенсированным астигматизмом. Оптико-механическая промышленность. 1978. №4. с.46-51.

40. Нагулин Ю.С. Павлычева Н.К., Смоляк E.JI. Возможность применения голографических решеток второго типа с в спектральных приборах. I Всесоюзный научно-техническийсимпозиум «Оптическое приборостроение и голография»: Тез. докл. Львов, 1976. Т.2.

41. Пейсахсон И.В. Оптические системы спектральных приборов. М., 1987. 91 с. Деп. В ЦНИИ Информации, №4342

42. Пейсахсон И.В. Оптические системы спектральных приборов. Аналитический обзор за 1986-1993 гг. Оптический журнал 1995. №9. С.54.

43. Старцев Г.П., Савушкин A.B. Двойной монохроматор с неклассическими вогнутыми дифракционными решетками. Оптика и спектроскопия. 1979. Т.46, с. 1189-1194.

44. Соколова Е.А. Оптимизация частоты штрихов вогнутой решетки и угла отклонения схемы монохроматора. Оптико-механическая промышленность. 1988. №11, с.58-59.

45. Бажанов Ю.В. Расчет параметров неклассических вогнутых дифракционных решеток в схемах монохроматора с фиксированными щелями. Оптико-механическая промышленность. 1983, №9, с.2-5

46. Соколова Е.А., Старцев Г.П. Оптимизация параметров схем светосильных монохроматоров со стигматическими вогнутыми дифракционными решетками. Оптико-механическая промышленность, 1988, №7, с. 1-3.

47. Спектрограф. Пат. РФ №1522046, МКИ G01J3/18, 1993, Бажанов Ю.В., Нагулин Ю.С., Зайнуллина Л.К., Стрежнев С.А.

48. Городецкий В.В., Малешин М.Н., Ппетров С.Я. и др. Малогабаритные многоканальные оптические спектрометры. Оптический журнал. 1995, №7, с.3-9.

49. Павлычева Н.К. Расчет спектрографа с плоским полем на основе голографической решетки. ОМП. -1979. № 7. - С. 15-16.

50. Nazmeev M., Pavlycheva N. New generation spectrographs // Opt. Engin. 1994. - Vol. 33. -P. 2777-2782.

51. Технический проект ИТЭР. Заключительный отчет: ITER, Final Design Report, 2001, G 31 DDD 14 01-07-19 W 0.1, section 3.1 „VACUUM PUMPING AND FUELLING SYSTEMS".

52. Клюев B.B., Соснин Ф.Р., Ковалев A.B. и др. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник, Москва. Изд. Машиностроение, 2003 г. 656 с.

53. Гурвич А.К., Ермолов И.Н., Сажин С.Г. Неразрушающий контроль. Контроль проникающими веществами. М.: Высшая школа, 1992 г. 242 с.

54. Колесников В.Н. Низкотемпературная плазма как объект диагностики. ЭНТП, т.2, стр.393-411, изд. "Наука", М. 2001г.

55. Лебедева В.В. Техника оптической спектроскопии. М. Издат. Моск. Гос. Университета. 1977.

56. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М. Наука. 1992.

57. Пирс Р., Гейдон А. Отождествление молекулярных спектров. М. Издательство иностранной литературы, 1949. 240 с.

58. Герцберг Г. Спектры и строение двухатомных молекул. М. Издательствоиностранной литературы, 1949 г. 403 с.

59. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. М.: Высш. шк. 1990. 320 с.

60. Вуль А.Я., Кидалов C.B. и др. Новый эффективный газоразрядный источник оптического излучения низкогодавления на основе гидроксила ОН. Письма в ЖТФ, 1999, том 25, вып. 1, стр. 10-16.

61. Вуль А.Я., Кидалов С.В. и др. Исследование тлеющего разряда в смеси аргона с гидроксилом ОН. Письма в ЖТФ, 1999, том 25, вып. 8, стр.62-66.

62. Миленин В.М., Тимофеев Н.А. и др. Влияние комплексов молекул воды на параметры тлеющего разряда в смеси аргона с гидроксилом ОН. Письма в ЖТФ, 2000, том 26, вып. 18, стр.6367.

63. Н.Е. Кузьменко, J1.A, Кузнецова, Ю.А. Кузяков. Факторы Франка-Кондона двухатомных молекул. Издательство Московского университета, 1984 г.

64. Н.Е. Кузьменко, JI.A, Кузнецова, Ю.А. Кузяков, Ю.А. Пластинин. Вероятности оптических переходов двухатомных молекул. М., Наука, 1980 г.

65. В.Н. Очкин. Спектроскопия низкотемпературной плазмы. М. Физматлит. 2006 г.

66. Институт Макса Планка, токамак ASDEX-U, адрес в интернете http://www.ipp.mpg.de

67. Москалев Б.И. Разряд с полым катодом. М.:Энергия, 1969.

68. Павлычева Н.К. Современные спектральные приборы. Энциклопедии низко-температурной плазмы «Диагностика плазмы. Справочные материалы», Москва, Янус-к, в печати.

69. Spectro A. I. GmbH, адрес в интернете http://www.spectro.com

70. Arun Technology, адрес в интернете http://www.aruntecnology.com

71. ARL (Aplied Research Laboratories) корпорация Thermo Electron, адрес в интернете http://www.thermo.com

72. GNR, адрес в интернете http://www.gnr.ru

73. Spectral Instruments, адрес в интернете http://www.specinst.com

74. J&M Analyshe Mess-und Regeltechnic GmbH, адрес в интернете http://www.wpinc.com

75. Horiba Jobin Yvon Inc. (прежнее название: Jobin Yvon), адрес в интернете http://www.iyinc.com

76. Perkin Elmer, адрес в интернете http://www.las.perkinelmer.com

77. Carl Zeiss Jena, адрес в интернете http://www.zeiss.de 94.InPhotonics, адрес в интернете http://www.inphotonics.com 95.Varian Inc, адрес в интернете http://www.varianinc.com 96.Shimadzu Deutschland GmbH, адрес в интернетеhttp://eu.shimadzu.de

78. LLA Umwelttechnische Analytik and Anlagen GmbH, адрес в интернете http://www.lla.de

79. H&W Optical Instruments GmbH корпорация Equitech Infi, адрес в интернете http://www.h-w-optics.com

80. SCINCO, адрес в интернете http.7/www.scinco.com

81. Headwall Photonics (прежнее название: American Holographie), адрес в интернете http://www.headwallphotonics.com

82. McPherson Inc., адрес в интернете http://www.mcphersoninc.com

83. Leeman Labs, адрес в интернете http://www.leemanlabs.com

84. LOT-ORIEL, адрес в интернете http://www.lot-oriel.com

85. Ю4.ВМК-Оптоэлектроника, адрес в интернете http://www.vmk.ru

86. ЗАО «Спектральная лаборатория», адрес в интернете http://www.spectr-lab.spb.ru

87. Ю6.0КБ «Спектр», адрес в интернете http://www.okb-spectr.ru

88. АО JIOMO, адрес в интернете http://www.lomo.ru

89. Лаборатория «Промизмеритель», адрес в интернете http://www.prom-izm.ru

90. АОМЗ, адрес в интернете http://www.ncic.ru

91. Гиппиус Е.Ф., Лунин Н.В. Измерения потоков примесей со стенки. «Диагностика низкотемпературной плазмы», ЭНТП, Серия Б, том V-1, Москва, Янус-к, 2006 г., с. 196-216.