Развитие методов рентгеновской спектроскопии и их применение в исследованиях плазмы сильноточных разрядов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

/8053

На правах рукописи

БАРОНОВА Елена Олеговна

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РЕНТГЕНОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПЛАЗМЫ СИЛЬНОТОЧНЫХ РАЗРЯДОВ

Специальность 01.04.08 - физика плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

-1 ОКТ 2009

Москва — 2009

003478053

Работа выполнена в Институте ядерного синтеза Российского научного центра «Курчатовский институт».

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор Манагадзе Георгий Георгиевич,

доктор физико-математических наук,

Гаврилов Валерий Васильевич,

доктор физико-математических наук, профессор Ананьин Олег Борисович

Ведущая организация:

Физический Институт им.П.НЛебедева РАН

Защита состоится «21» октября 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.130.05 в аудитории К608 главного корпуса Московского инженерно-физического института (государственного университета) по адресу: 115409, г. Москва, Каширское шоссе, дом 31, тел. 3248498,3239167.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ.

Автореферат разослан «/54? сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета /

И.В.Евсеев

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Работа посвящена развитию методов рентгеновской спектроскопии, их применению для исследования высокотемпературной плазмы сильноточных разрядов и содержит три составляющие: i) создание и характеризацию принципиально новой измерительной аппаратуры рентгеновского спектрографа с новой оптической схемой, однокристального рентгеновского спектрополяриметра, а также компактного источника ультрафиолетового излучения, применяемого для юстировки и калибровки аппаратуры и исследований в области литографии, ii) экспериментальные исследования излучения плазмы, реализованные на установках с током 3 кА, 10 кА, 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА с помощью созданной аппаратуры, iii) создание численных моделей, описывающих изменение излучательных характеристик плазмы во времени с учетом изменения концентрации ионов (аргона, ксенона) всех степеней ионизации и интерпретация полученных экспериментальных результатов с помощью созданных моделей.

Актуальность исследований. В сильноточных разрядах (Z - пинчах) образуется плотная высокотемпературная плазма, сжимающаяся под действием протекающего по ней тока. Исследования рентгеновского излучения таких разрядов представляют интерес для понимания процессов, происходящих в плазме, для предсказания ее поведения, для практических применений, важнейшим из которых является термоядерный синтез. Одними из наиболее информативных методов диагностики пинчевой плазмы являются методы рентгеновской спектроскопии, основанные на анализе относительных интенсивностей рентгеновских линий. Анализ интенсивностей, как правило, проводится в предположении максвелловского распределения электронов, изотропности плазмы и т.д. Исследуемая плазма, однако, является анизотропной, нестационарной, оптически плотной. Известно также, что в плазме генерируются электронные пучки и быстрые ионы, турбулентные электрические и магнитные поля, а излучение

плазмы может быть поляризовано. Экспериментальные и аналитические исследования, проведенные в данной диссертации и указывающие на влияние перечисленных факторов на излучение плазмы, являются важными как с точки зрения уточнения существующих методов диагностики плазмы, так и для понимания физики явлений, имеющих место в плазме. Регистрация рентгеновских спектров, как правило, проводится с помощью высокоразрешающих рентгеновских спектрографов, создаваемых в лабораторных условиях. Разработке и внедрению нового оборудования, открывшим широкие перспективы создания новых видов диагностики импульсных источников излучения, посвящены первая, вторая и третья главы диссертации.

В одной из глав настоящей диссертации приведены результаты исследования капиллярного разряда, который активно изучается в лабораториях России, Европы, Америки, Японии и других стран для применения в Е1Л/- литографии. Основное внимание уделяется режимам работы с максимальным выходом излучения вблизи 135А при минимальном распылении материала керамики и электродов. Важное значение имеют как разработка аналитических моделей, так и создание экспериментальных стендов по изучению излучения плазмы капиллярного разряда, одними из основных преимуществ которого являются простота конструкции, стабильное положение источника излучения в пространстве, его малый размер.

Одна из глав диссертации посвящена численному моделированию динамики линейчатого рентгеновского излучения и динамики параметров плазмы в процессе инжекции нейтрального газа в токамак. Инжекция большого количества нейтрального газа является эффективным способом предотвращения последствий, возникающих при срыве тока или быстром отключении тока в случае экстренной необходимости. Для предотвращения опасных последствий, которые могут иметь значительные масштабы в ИТЭР, необходимо найти возможность быстрой диссипации тепловой энергии плазмы во время срыва. Интерес представляют как численные модели, описывающие динамику плазмы во время

может использоваться для оптимизации эксперимента по инжекции газа в существующих установках и ИТЭР. Измерения динамики линейчатого рентгеновского излучения помогут диагностировать параметры плазмы во время инжекции. Данная тематика является предметом международного сотрудничества физиков РНЦ КИ, их коллег из Германии (установка ASDEX) и Франции (установка Tore Supra), которые проводят экспериментальную часть работы.

Цель диссертационной работы: исследование рентгеновского излучения, механизмов, ответственных за его генерацию, развитие методов рентгеновской спектроскопии, направленных на определение параметров плазмы сильноточных разрядов и исследование процессов, происходящих в ней.

Для реализации поставленной цели решены следующие научные проблемы и задачи:

1. Создано современное оборудование для регистрации рентгеновских спектров, которое характеризовано и применено для исследования спектров, излучаемых плазмой сильноточных разрядов.

2. Исследовано влияние анизотропных факторов (пучки электронов, электрические поля) на излучательные характеристики плазмы сильноточных разрядов.

3. Проанализированы основные проблемы измерения поляризации в рентгеновской области спектра. Создано и характеризовано оборудование для поляризационного анализа рентгеновского спектра, проведен поляризационный анализ спектра гелиеподобных ионов в пинчевом разряде.

4. Исследовано излучение капиллярного разряда, применяемого для литографии.

5. Исследована динамика параметров плазмы, в том числе динамика рентгеновского излучения плазмы токамака в процессе инжекции большого количества нейтрального газа. Созданы коды для описания поведения плазмы, которые можно использовать для диагностики процесса инжекции и оптимизации условий эксперимента по предотвращению последствий срыва.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана новая оптическая схема работы рентгеновского спектрографа в диапазоне энергий Е > 8 кэВ. Создан диспергирующий элемент, работающий одновременно по трем оптическим схемам: вновь предложенной схеме Кошуа-Иоганссона, схеме Иоганссона, схеме де Бройля.

2. Разработан метод определения радиуса кривизны атомных плоскостей вогнутых кристаллов, и обнаружено различие радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутого кристалла и радиуса подложки.

3. Обнаружена периодичность изменения локальной кривизны атомных плоскостей и локальной полуширины кривой отражения кристалла, соединенного методом оптического контакта с вогнутой подложкой.

4. Обнаружены свидетельства анизотропиии функции распределения электронов плазмы по скоростям при регистрации излучения многозарядных ионов на пинчевых установках с токами 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА.

5. Впервые проведена интерпретация результатов измерений рентгеновских линий аргона, эмитированных плазмой пинча, на основе моделей, учитывающих динамику всех степеней ионизации аргона.

6. Впервые проведен поляризационный анализ линий гелиеподобного иона аргона, эмитированных плазмой пинчевого разряда.

7. Сформулирован и запатентован принцип работы нового рентгеновского спектрополяриметра, одновременно выделяющего из падающего излучения две взаимно-перпендикулярно поляризованные компоненты с помощью одного кристалла. Разработана оптическая схема четырехгранного однокристального спектрополяриметра.

8. С учетом концентрации атома и ионов ксенона всех степеней ионизации проведено моделирование временного хода интенсивностей линий с длинами волн 135 А ± 1.4 А, применяемых в литографии, впервые позволившее интерпретировать экспериментально измеренные спектры ксенона, излучаемые капиллярным разрядом.

9. При моделировании процессов, проходящих при инжекции нейтрального аргона в токамак для предотвращения срыва, впервые показано, что охлаждение горячей плазмы происходит не за счет излучения, а преимущественно за счет превалирующей роли столкновений. Проведено

моделирование временного хода интенсивности рентгеновских линий и впервые предложено использовать измерения интенсивности линий во времени для диагностики плазмы в процессе инжекции.

Личный вклад автора. Основные результаты работы получены автором лично или при ее определяющем участии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Конструкция спектрографа для регистрации видимого, ВУФ и рентгеновского излучений плазмы с новой оптической схемой для регистрации в диапазоне энергий Е > 8 кэВ. Разработка и создание цилиндрического кристалла, работающего по схемам Иоганссона, Де-Бройля и вновь предложенной схеме Кошуа - Иоганссона.

2. Метод измерения радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутых кристаллов и результаты этих измерений.

3. Эффект уширения кривой отражения (КО) кристаллов при их изгибе, эффект периодичности изменения локальной кривизны атомных плоскостей и локальной полуширины КО вдоль кристалла, соединенного методом оптического контакта с вогнутой подложкой.

4. Результаты измерений рентгеновских спектров z-пинчевых разрядов при токах 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА, свидетельствуют об уменьшении интенсивности свечения характеристических линий ионов низких кратностей ионизации с ростом тока разряда. Анализ полученных результатов, проведенный в рамках существующих модельных представлений, позволяет оценить параметры плазмы в момент максимального сжатия.

5. Впервые проведенный поляризационный анализ рентгеновских линий гелиеподобного аргона на установке типа плазменный фокус. Результаты экспериментов по

исследованию поляризации рентгеновских линий. Методология поляризационных измерений и механизмы, ответственные за возникновение поляризации.

6. Принцип работы однокристального рентгеновского спектрополяриметра, позволяющего выделить из падающего излучения две взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты. Оптическая схема четырехгранного однокристального спектрополяриметра.

7. Численная модель низкоточного (3-1 ОкА) капиллярного разряда, являющегося источником излучения в области 135 А, и ее верификация на созданном разрядном устройстве.

8. Механизм охлаждения горячей плазмы токамака в процессе инжекции нейтрального газа для подавления последствий срыва, заключающийся в превалирующей роли столкновений.

9. Результаты численного моделирования динамики интенсивности линий гелиеподобного аргона в процессе инжекции в плазму токамака, указывающие на рост интенсивности линий АгХУП при падении температуры плазмы и на возможность диагностики ее температуры во время инжекции.

Практическая значимость.

1. Создан новый, удобный в обащении фокусирующий спектрограф для изучения спектров различных источников рентгеновского излучения, адаптированный для измерений ультрафиолетового и видимого спектра. Разработанные методики характеризации прибора и его опробование на нескольких видах лабораторной плазмы позволяют рекомендовать прибор для широкого использования при исследованиях и для обучения студентов в университетах.

2. Создан первый отечественный рентгеновский спектрополяриметр, обеспечивающий проведение поляризационного анализа нестационарных источников излучения. Применение спектрополяриметра снижает затраты при проведении поляризационного анализа стационарных источников.

3. Проведенный анализ методологии поляризационных измерений, реализованный поляризационный анализ спектров гелиеподобного аргона и железа плазмы пинчевых разрядов в диапазоне токов 150-500 кА открывает новые возможности в диагностике плотной высокотемпературной плазмы.

4. Созданы коды, описывающие временную динамику распределения всех ионов данного элемента по степеням ионизации. Данные коды в сочетании с описанием временного хода параметров плазмы позволяют проводить интерпретацию экспериментальных данных, продвинуться в понимании роли тех или иных физических явлений, имеющих место в сильноточных разрядах.

5. Создан и охарактеризован в диапазоне 110-600 Á источник излучения на основе капиллярного разряда, выдерживающий десятки тысяч выстрелов без замены элементов конструкции. Разряд применен для юстировки элементов спектрографа скользящего падения, что позволило снизить цену прибора. Созданы коды, описывающие временной ход параметров плазмы, которые могут быть применены для дальнейшего усовершенствования работы капиллярного источника.

6. Созданные двухтемпературные коды, описывающие поведение плазмы при инжекции большого количества нейтрального газа в токамак, имеют практическое применение при изучении возможностей ослабления последствий срыва тока в этих установках.

Апробация работы. Работы, положенные в основу диссертации, докладывались и обсуждались на Общероссийских конференциях по физике плазмы и УТС в Звенигороде, Конференциях по плотным Z - пинчам 1993,1997,2002, 2006 годов, Conference on UV and X-ray spectroscopy, Beams Conferences, International Conference on High Temperature Plasma Diagnostics, US-Japan workshop on PPS, IAEA Fusion Energy Conference, а также опубликованы в журналах "Приборы и Техника Эксперимента","Nuclear Fusion", "Plasma Physics and Controlled Fusion", "Письма в ЖЭТФ", "Физика Плазмы", "Review of Scientific Instruments", "Chechoslovak..Journal of

Plasma Physics", "Journal of Plasma Fusion Research", "Nucleonika", "Кристаллография", "Прикладная физика", "Journal of Technical Physics", 2 главах монографии "Plasma Polarization Spectroscopy" издательства Springer и т.д. Публикации. Результаты работы изложены в 72 публикациях, в числе которых 30 статей в изданиях, рекомендованных ВАК России, 2 главах монографии изд-ва Springer, получен 1 патент. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и 2 приложений. Она содержит 211 страниц, 139 рисунков и библиографию из 331 наименования.

II. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во Введении изложены проблемы, возникающие как при проведении рентгеноспектральных измерений, так и в процессе интерпретации результатов таких измерений, поставлена цель исследования, определены его задачи, показана их актуальность.

Глава 1 посвящена универсальному фокусирующему спектрографу, созданному для регистрации эмитируемых плазмой спектров. В разделе 1.1 описана новая оптическая схема рентгеновского спектрографа (см. Рис.1), которой присвоено название Кошуа-Иоганссона (ранее существовала схема Кошуа-Иоганна), приведено сравнение с оптическими схемами известных фокусирующих спектрографов,

анализируется энергетический диапазон и спектральное разрешение спектрографа Кошуа-Иоганссона. Отмечено, что спектрограф может работать в схеме на прохождение как Кошуа-Иоганссон, в схеме на отражение как спектрограф Иоганссона и/или спектрограф Де Бройля. Показано, что в схеме на пропускание положение линии не зависит от положения источника и ширина линии не зависит от размера источника.

А

Рис.1.Оптическая схема Кошуа-Иоганссона

В разделе 1.2 приведены результаты исследований вогнутых рентгеновских кристаллов с помощью

двухкристального рентгеновского дифрактометра. Показано, что локальная ширина кривой отражения и локальный радиус кривизны атомных плоскостей кристалла имеют периодический характер, найдена зависимость периода и амплитуды от радиуса подложки. Данные исследования важны для оценки дифракционной составляющей аппаратной функции прибора.

В разделе 1.3 описан новый метод измерения радиуса кривизны атомных плоскостей вогнутого кристалла, и представлены результаты измерений геометрической составляющей разрешения кристалла. Измеренное угловое разрешение исследуемого кристалла кварца составило 2.6* 10"4 рад. В разделе 1.4 показано, что пространственное разрешение вогнутых кристаллов может составлять 2 мк и менее, следовательно, изготавливаемые предложенным методом кристаллы могут быть использованы для исследования плазмы малых размеров. В разделе 1.5 описан режим работы прибора, при котором вместо кристаллов используются дифракционные решетки. Приведены калибровочные кривые для спектрографа с решетками различных параметров. Использование дифракционных решеток расширяет диапазон регистрируемых прибором длин волн от рентгеновского до видимого.

В разделе 1.6 приведены спектры различных диапазонов длин волн, зарегистрированные с помощью предлагаемого прибора на лазерной плазме, плазменном фокусе, капиллярном разряде.

Глава 2 посвящена однокристальному рентгеновскому спектрополяриметру. Поляриметры (приборы, выделяющие их падающего излучения две поляризованные компоненты) широко применяются для проведения поляризационного анализа в видимом и ультрафиолетовом диапазонах спектра. В рентгеновском же диапазоне длин волн были известны только поляризаторы - приборы, выделяющие одну поляризованную компоненту. В рентгеновском поляризационном анализе излучения импульсных источников используются 2 кристалла-поляризатора, доказательство идентичности полей зрения которых часто является неразрешимой задачей. Описанный в

однокристальный рентгеновский спектрополяриметр лишен указанного недостатка. Принцип работы поляриметра заключается в том, что две серии идентичных атомных плоскостей А и В (см.Рис.2), расположенных внутри одного кристалла и наклоненных под углом 120° друг к другу, могут со 100% эффективностью выделять две взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты из падающего рентгеновского излучения,

одновременно разлагая его в спектр. Принцип действия данного прибора не был ранее описан в научной литературе.

В разделах 2.2. и 2.3 показано, как изготовить спектрополяриметр из гексагонального и кубического кристаллов, соответственно. В разделе 2.4 описана пространственная геометрия рентгеновского

спектрополяриметра и даны основные соотношения, позволяющие определять координаты детекторов. В разделе 2.5 дано соотношение индексов Бравэ механических и поляризационных плоскостей поляриметра, изготовленного из различных срезов кварца. Данное соотношение позволяет определять ориентацию плоскости, вдоль которой вырезается диспергирующий элемент поляриметра. В разделе 2.6 даны параметры четырехгранного однокристального кварцевого спектрополяриметра и кратко описан процесс его калибровки. С помощью представленного четырехгранного однокристального спектрополяриметра можно анализировать поляризацию излучения вблизи следующих длин волн : 6 Д, 3.47 А, 2.27 А и 1.67 А в первом порядке отражения, 3 А, 1.74 А, 1.13 А во втором порядке отражения, 2 А, 1.16 А в третьем порядке отражения, 1.5 А, 0.87 А в четвертом порядке и 0.69 А в пятом порядке. Применение поляриметра для исследования поляризации излучения импульсной плазмы открывает новые возможности рентгеноспектральной диагностики.

разделе 2.1

Рис.2. Геометрия спектрополяриметра

Глава 3 посвящена исследованию относительных интенсивностей рентгеновских линий, эмитируемых плазмой пинчевых разрядов. В разделе 3.1 данной главы представлены рентгеновские спектры, зарегистрированные в Z-пинчевых установках при токах разряда 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА.

Рис.3. Изображение плазмы и спектры аргона,

зарегистрированные в 1 выстреле двумя перпендикулярно-опиентипова иными поляпичатопами. Приведены экспериментальные свидетельства стохастичности излучательных характеристик различных горячих точек пинчевого разряда и наличия анизотропии плазмы сильноточных разрядов - присутствие электронных пучков. Численными методами показано, что перекрытие во времени электронных пучков со свечением линий гелие- и водородоподобных ионов различно.

Приведены результаты поляризационного анализа линий гелиеподобного иона аргона, полученные на плазменном фокусе и вакуумной искре с использованием двух кристаллов-поляризаторов, см. Рис.3. Показано несовпадение относительных интенсивностей наиболее представительных линий, зарегистрированных различными поляризаторами, что может быть интерпретировано как наличие поляризации, которая является следствием анизотропии плазмы.

Приведенные в 3.1 исследования важны для корректной оценки интенсивностей свечения рентгеновских линий,

уточнения пределов применимости существующих методов рентгеноспектральной диагностики и для разработки новых методов.

В разделе 3.2 проанализированы причины возникновения поляризации рентгеновского спектра гелиеподобных ионов пинчевой плазмы. Отмечено, что в рамках пост-столкновительной модели в плотной высокотемпературной пинчевой плазме причинами поляризации могут быть анизотропия функции распределения электронов по скоростям и наличие сильных электромагнитных полей. В разделе 3.3 проведен анализ проблем поляризационных измерений, проводимых с использованием двух поляризаторов. Отмечено, что во многих экспериментах, проводимых на нестационарных источниках, адекватность полей зрения поляризаторов доказать практически невозможно. Исключение составляют эксперименты, проводимые на точечных источниках. Отмечено, что результаты таких экспериментов можно корректно интерпретировать при наличии калиброванных поляризаторов, коэффициент отражения которых измерен локально вдоль поверхности кристалла.

В разделе 3.4 проведено моделирование интенсивностей линий гелиеподобного аргона в условиях стационарной и нестационарной плотной плазмы, в которой проведен учет столкновительного обмена между уровнями и учет оптической толщины в приближении свободного пробега. Отличительной

особенностью предлагаемых моделей является учет распределения ионов аргона всех кратностей ионизации во

времени в рамках динамики параметров пинчевой плазмы. В разделе 3.5 проанализировано влияние сильных электрических полей на

»100

5 50

3,53 3.94 3,95 3,96 3,97 3,9

Рис.4. Спектр гелиеподобного аргона и денситогоамма спектра.

интенсивность запрещенной линии 21<S'i -11<So в спектре гелиеподобного аргона. Показано, что наличие сильных электрических полей (без учета оптической толщины) может объяснить экспериментально измеренный спектр гелиеподобного иона аргона, см.Рис.4. Учет оптической толщины плазмы при отсутствии полей также позволяет получить совпадение расчетного и измеренного спектров. Оптическая толщина плазмы является наиболее вероятным фактором, объясняющим особенности зарегистрированных спектров. Указана

необходимость самосогласованного учета обоих факторов в плазме с сильными электромагнитными полями. Проведенные исследования относительных интенсивностей линий гелиеподобных ионов важны, так как данные ионы широко используются для определения параметров термоядерной плазмы. В разделе 3.6 представлено сравнение результатов моделирования с результатами экспериментов. Глава 4 посвящена спектроскопии капиллярного разряда -эксперименту и численному моделированию динамики параметров плазмы. В разделе 4.1 описана конструкция камеры капиллярного разряда, разработанная автором, и схема эксперимента по генерации излучения вблизи 135 Ä, активно исследуемого для применения в литографии. Камера капилляра заполнялась ксеноном до давления 0.2-3 Topp, к выходному

окну пристыковывался спектрограф, описанный в Главе 1, ток разряда составлял 3-10 кА. Спектрограф, снабженный нарезной или голографической дифракционными решетками, регистрировал излучение в сериях из нескольких десятков, сотен выстрелов. В разделе 4.2 представлены результаты по измерению спектров, эмитируемых плазмой капиллярного

Рис.5. Динамика ионов Хе в капиллярном разряде с током 3 кА.

разряда в диапазоне длин волн 120н-700 Ä. Показано, что в спектре кроме линий ксенона присутствуют линии материала электродов и материала капилляра. Экспериментально определены давление ксенона (0.2 Topp) и радиус капилляра (0.5 мм), при которых наблюдался оптимальный выход излучения вблизи 135 А.

В разделе 4.3 описано применение капиллярного разряда для юстировки спектрографа с дифракционной решеткой. Предлагаемая юстировка позволяет провести точную установку элементов спектрографа на круг Роуланда, существенно снизив затраты на изготовление узлов прибора. Такое применение капиллярного разряда открывает возможности создания дешевых спектрографов в широком диапазоне регистрируемых длин волн и особенно спектрографов с малыми углами скольжения.

В разделе 4. 4 приведены описание модели и результаты численного моделирование динамики параметров плазмы и интенсивности свечения линий капиллярного разряда во времени. Модель представляет собой уравнения энергобаланса для электронов и ионов, решенные совместно с уравнениями электрической цепи и уравнениями ионизационного баланса, в которых впервые учтена динамика концентрации 54 ионов и атома ксенона. Предложенный подход предсказывает поведение тока во времени, которое совпадает с экспериментально зарегистрированной кривой. Данные, полученные с помощью модели, подтверждают, что экспериментально найденные параметры капилляра (радиус отверстия, давление газа) обеспечивают параметры плазмы, необходимые для генерации Хе9+ и Хе10+, которые являются источниками излучения вблизи 135 Ä, см.Рис.5. При расчете интенсивности свечения линий вблизи 135 Ä учитывался вклад более 5000 переходов в ионах Хе8+ - Хе13+ и показано, что временной ход интенсивности повторяет форму тока во времени.

Глава 5 посвящена исследованию динамики параметров плазмы и интенсивности свечения рентгеновских линий в экспериментах по инжекции большого количества

нейтрального газа, проводимых для ослабления последствий срыва тока в токамаке. В разделе 5.1 представлена модель, описывающая

поведение плазмы в процессе инжекции газа (аргона) в токамак, и результаты численного моделирования, проделанного в рамках данной модели. В модели учтена динамика концентрации всех ионов и атома аргона. Показано, что инжекция аргона приводит к быстрому сбросу тепловой энергии горячей дейтериевой плазмы и, следовательно, к ослаблению последствий срыва. Впервые выявлено, что основной механизм охлаждения дейтериевой плазмы состоит в превалирующей роли столкновений частиц плазмы и частиц напускаемого газа.

В разделе 5.2 проанализированы радиационные потери при инжекции аргона, обусловленные непрерывным и линейчатым излучениями. Отличительной особенностью проделанных расчетов является подробный учет всех переходов аргона, энергии и силы осцилляторов которых предлагаются в новейших базах атомных данных. Показано, что в процессе инжекции возникает пик излучения мощностью порядка ГВатт, что наблюдается в экспериментах, проведенных на DIII-D. В разделе 5.3 описана генерация электронного пучка при инжекции аргона. Учтена генерация быстрых электронов в рамках "run-away" эффекта и их лавинообразное размножение

("avalanche").

В разделе 5.4 представлены результаты моделирования интенсивности линий гелиеподобного иона аргона в условиях нестационарной короны. Рассчитана динамика свечения линий

Рис.6. Интенсивность линий ArXVII во времени в процессе инжекции

гелиеподобного иона аргона в процессе инжекции (см.Рис.6) и показано, что временные измерения интенсивностей данных линий могут быть использованы для диагностики процесса инжекции и оптимизации ее параметров. Предложено модифицировать рентгеновские спектрографы для измерения допплеровского уширения, используя их одновременно для регистрации интенсивности линий во времени. Подобные исследования готовятся на АБОЕХ, где установлен рентгеновский спектрограф, изготовленный в Курчатовском Институте. Полученные результаты имеют большое значение для экспериментов на ИТЭР.

III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты данной диссертации состоят в следующем:

1. Сконструирован спектрограф для исследования спектров лабораторной плазмы. В диапазоне энергий Е > 8 кэВ предложена новая оптическая схема, названная схемой Кошуа -Иоганссона. Положение линии, зарегистрированной в данной схеме, не зависит от положения источника, ширина линии не зависит от размера источника. Прибор типа Кошуа - Иоганссон обеспечивает более высокое спектральное разрешение, чем его известный прототип Кошуа - Иоганн. Прибор портативен, адаптирован для применения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах спектра. Разработан калибровочный источник для УФ и видимого излучений. Спектрограф адаптирован для использования МКП в качестве детектора, опробован для диагностики плотной высокотемпературной плазмы.

2. Изготовлен цилиндрический кристалл типа Кошуа-Иоганссон, который работает в режиме на пропускание с межплоскостным расстоянием с1 = 1.8 А, срез 0001, или й -2.457 А, срез 11 (-2)0. Тот же самый кристалл работает в схеме на отражение в геометрии Иоганссона с межплоскостным расстоянием с/ = 4.25 А, 10(-1)0.

3. Детально исследованы рентгеновские диспергирующие элементы спектрографа. Показано, что изменение кривизны и изменение полуширины КДО вдоль поверхности изогнутого

кристалла, соединенного с подложкой (цилиндр, сфера, тороид) указанным методом (с помощью клея или оптического контакта) имеют периодический характер. Показано, что величины амплитуды смещения и периода при прочих равных условиях (толщина кристалла, форма его изгиба) уменьшаются с увеличением кривизны изгиба, а величины параметров, определяющих оптические характеристики фокусирующего кристалла - увеличиваются.

4. Разработана методика измерения радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутых кристаллов. Показано, что радиус кривизны атомных плоскостей изогнутого кристалла может отличаться от радиуса подложки. Изготовлены кристаллы кварца, обеспечивающие высокое пространственное разрешение дх < 2 микрон. Кристаллы опробованы при исследованиях процессов, происходящих в лазерной плазме, плазме плотных Z - пинчей.

5. Экспериментально зарегистрированы рентгеновские спектры сильноточных разрядов при токах 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА. Получены свидетельства наличия анизотропии функции распределения электронов плазмы по скоростям. Предложена интерпретация полученных результатов, основанная на анализе величины перекрытия во времени анизотропных факторов с источниками излучения. Подобные исследования важны а) для поляризационного анализа, б) для определения параметров плазмы спектроскопическими методами.

6. Выявлена стохастичность излучательных характеристик горячих областей плазмы, образованных в отдельно взятом разряде с током 500 кА. Обнаружены уширение резонансной линии и аномально высокая относительная интенсивность интеркомбинационной линии в спектре гелиеподобного иона аргона, эмитированного плазмой разряда с током 500 кА. Предложена интерпретация полученных результатов, основанная на учете оптической толщины плазмы.

7. Созданы коды, описывающие временную динамику распределения всех ионов данного элемента по степеням ионизации. Коды в сочетании с описанием временного хода параметров плазмы позволили провести интерпретацию экспериментальных данных, полученных в пинчевых разрядах,

предсказать динамику излучения вблизи 135А в капиллярном разряде.

8. Проведен поляризационный анализ линий гелиеподобных ионов при токах разряда 150, 500 кА. Отмечено, что поляризация линий, эмитируемых плотной высокотемпературной плазмой сильноточных разрядов, может быть следствием как электромагнитных полей, так и анизотропии функции распределения электронов по скоростям.

9. Проанализированы проблемы поляризационных измерений в нестационарной плазме и показана необходимость проведения поляризационного анализа с точки зрения уточнения возможностей применения существующих методов диагностики плазмы.

10. Разработан рентгеновский спектрополяриметр. Новизна предлагаемого спектрополяриметра состоит в том, что две серии идентичных атомных плоскостей, ориентированные под углом 120° друг к другу, отражают обе (я и сг) поляризационные компоненты. Если эти плоскости расположены внутри одного кристалла, то реализуется схема идеального рентгеновского спектрополяриметра: обе компоненты поляризации отражаются в перпендикулярных направлениях, с одинаковым коэффициентом отражения и одинаковой эффективностью, которая равна 100% для угла Брэгга в в = 45°. Так как в основе принципа лежит брэгговское отражение от кристаллов, то поляриметр также служит и спектрометром.

11. Разработана конструкция капиллярного разряда и показано экспериментально, что капиллярный разряд с электрическими параметрами / = 3.7 кА, U = 8 кВ, С = 1.05 мкФ, Р=0.2 Topp, г=0.05 см (а также Р=2 Topp, г=0.1 см) является источником излучения в области 135 Ä. Зарегистрированы также спектры разряда в диапазоне 11-600 нм, где представлены переходы в ионах XeVII-rXe-IX, CuIV+CuVIII, OIIh-OV, A1VI, A1VII. Разряд выдерживает десятки тысяч выстрелов без замены элементов конструкции. Показана эффективность применения капиллярного разряда для калибровки и настройки ультрафиолетовых спектрографов, напыление на оптические элементы при этом несущественно.

12. Разработаны нуль - мерные 2-температурные коды для расчета динамики плазмы в капиллярном разряде, учитывающие поведение 54 ионов и атома ксенона в каждый момент времени. Расчеты подтвердили, что экспериментально найденные давление и радиус капиллярного разряда могут обеспечить температуру и плотность плазмы, необходимые для генерации излучения в области 135 А. Проведенные численные исследования показали, что временной ход интенсивности линий эмитируемых вблизи 135 А совпадает с формой импульса разрядного тока во времени, а расчетная форма тока разряда совпадает с экспериментально измеренной.

13. В рамках двухтемпературной модели описано поведение плазмы при инжекции нейтрального газа в токамак, и показано, что инжекция нейтрального аргона может быть использована для ослабления последствий срыва тока или последствий незапланированного выключения токамака в экстренной ситуации. Отмечено, что падение электронной температуры Те происходит в результате столкновений горячих электронов плазмы и холодных электронов, поступающих в плазму при ионизации инжектируемого аргона, падение ионной температуры Т\ происходит в результате столкновений горячих ионов и поступающих частиц аргона. Смоделирована динамика нтенсивности свечения линий гелиеподобного аргона и предложено использовать соответствующие измерения для диагностики параметров плазмы во процессе инжекции.

Основные положения диссертации содержатся в следующих работах:

1. Баронова Е.О., Ранцев-Картинов В.А., Степаненко М.М., "Применение рентгеновских спектрографов для диагностики быстрых частиц в плазменном фокусе", Физика плазмы, т.20, №1, 86, 1994.

2. Баронова Е.О., Вихрев В.В., Долгов А.Н., и др., "Исследование поляризации линейчатого рентгеновского излучения многозарядных ионов микропинчевого разряда", Физика плазмы, т.24, №1, 25,1998.

3. Jakubowski L, Sadowskii M, Baronova E.O., "X-rays and electron beams emission from MAJA-PF device", "J.Tech.Phys", vol. XXXIX, Spec.Suppl. pp. 91-96,1998.

4. Baronova E., Stepanenko M, Lider V., Miyamoto T, "X-ray spectrograph for investigation of plasma radiation at the range 0.7 keV-200 keV", Journal of Plasma and Fusion Research, vol. 1, 1-3, 1999.

5. Степаненко M.M., Баронова E.O.," Спектральное разрешение рентгеновского спектрографа со сферическим кристаллом Иоганссона", Приборы и техника эксперимента, т. 42, №5, 1,1999.

6. Baronova Е.О., Sholin G.V., Jakubowskii L, "Possible mechanisms of polarization of argon lines, emitted from plasma focus", Journal of Technical Physics,vol.XL, nol, Warshava 1999, p.157-161.

7. Rosmej F.B., Baronova E.O., Vikhrev V.V., Jakubowski L, Sadowski M, Rosmej O.N, Urnov A.M., "Investigation of non-maxvellian electrons in dense pinching plasmas", Journal of Technical Physics, vol. XL, nol, pp.153-157, 1999.

8. Вихрев B.B., Баронова E.O., "Генерация электронного пучка в Z-пинчевых разрядах", Прикладная физика, 1999, вып. 5, р. 71-75.

9. Baronova Е.О., Stepanenko М.М., Lider V.V., Miyamoto T, "X-ray spectrograph for investigation of plasma radiation at the range 0.7 keV-200 keV", Journal of Plasma and Fusion Research, vol. 1, 1-3, 1999.

10. Baronova E.O., Sholin G.V., Jakubowski L., "Study of polarized argon lines in plasma focus device", Письма в ЖЭТФ, т.69, № 12,870, 1999.

11. Lider V.V., Baronova E.O., Stepanenko M.M.,"Experimental characterization of bent focusing crystals", Crystallography Reports, vol. 46, no3, pp.341-348, 2001.

12. Jakubowski L, Sadowsk M, Baronova E.O., "Space resolved studies of x-ray specrta within plasma focus system", Cechoslovac.J.Phys. Suppl.S3, vol. 50, p.173-178, 2000.

13. Баронова Е.О., Степаненко М.М. «Рентгеновский спектрограф на диапазон длин волн 38.5-400 кэВ», Прикладная физика, вып.2, стр.106, 2001.

14. Baronova Е.О., Stepanenko М.М., Pereira N.R. 'Cauchois-Johansson X-ray spectrograph for 1.5-400 keV energy range", Rev.Sci.Instrum, vol.72, issue2, p.l416(5pgs), 2001.

15. Baronova E.O., Stepanenko M.M., "Spectral resolution of Cauchois-Johansson spectrometer.' Nucleonika",2001, vol. 46, Suppl.

16. Kim Dong E, Baronova E.O., Jakubowski Lech," Polarization spectroscopy on Laser produced Plasmas and Z-pinch Plasmas", Journal of Plasma Fusion Res, vol.78, No 8 ,745-751, 2002.

16. Baronova E.O., Stepanenko M.M., Jakubowski Lech, Tsunemi Hiroshi, "Instrumentations in X-ray Plasma Polarization Spectroscopy: Crystal spectrometer, Polarimeter and Detectors for Astronomical Observations", J.Plasma Fusion Res. vol. 78,No 8, p.759-766, 2002.

17. Baronova E.O, Stepanenko M.M,"A novel X-ray polarimeter, based on hexagonal crystal, for nuclear fusion experiments'", Plasma Physics and Controlled Fusion, vol. 45, no7, pp. 11131120, 2003.

18. Baronova E.O., Jakubowski Lech, Sholin G " Application of X-ray polarization measurements to study plasma anisotropy in plasma focus machines", Plasma Physics and Controlled Fusion, vol.45, no7, 1071-1077, 2003.

19. Jakubowski,L, Sadowski M,Baronova E.,"Polarization of X-ray lines, emitted from plasma focus discharges, problems of interpretation", Nuclear Fusion 44/3,395,2004.

20. Chen, P.Beiersdorfer, E.O.Baronova, I.I.Kalashnikova, M.M.Stepanenko, Rev. Sci. Instr., vol. 75, no 10, pp.3678-3680, 2004.

22. Баронова E.O., Гаранин П.Б., Жидков H.B., Степаненко М.М., Суслов Н.А.,"Экспериментальное исследование пространственной разрешающей способности сферического изогнутого кристалла кварца на рентгеновском излучении с А.=8.42А", Приборы и техника эксперимента, 2, 139, 2004.

23. Баронова Е.О., Долгов А.Н., Якубовский Л., "Исследование поляризации рентгеновского излучения многозарядных

ионов в плотной высокотемпературной плазме", Приборы и техника эксперимента 3,125, 2004.

24. Jakubowski L, Sadowski М, Baronova Е, "Temporal characteristics of electron beams from plasma focus and their correlation with highly ionized argon lines", Chech.Journal of Plasma Physics" vol.54, 2004, Suppl.C, SPPT2711,C1-C6.

25. Morozov D.Kh., Yurchenko, E.I.,V.E.Lukash, E.O.Baronova, et.al., Mechanizms of disruptions, caused by noble gas injection into tokamak plasmas, Nuclear Fusion.45,pp.882-887,2005.

26. Baronova E.O., Vikhrev V.V., Capillary discharge - modeling of plasma dynamics. Proc. of 6th Conference on Dense Z-pinches, Oxford, United Kingdom, July 2005, pp. 251- 254.

27. Baronova E.O., Morozov D.Kh., Vikhrev V.V., High pressure gas injection in tokamak - modeling of plasma dynamics. Proc. of International Conference on research and applications of plasma, PLASMA 2005, Opole-Turawa, Poland, September 2005, pp.223-226.

28. Baronova E.O., Bucher В., Haas D., Fedin D., Stepanenko A., F.N. Beg, A three-channel x-ray crystal spectrometer for diagnosing high energy density plasmas, Rev. Sci. Instrum, 77, 1,2006.

29. Baronova E.O., Stepanenko M.M., Novel Polarimeter-Spectrometer for X-Rays, in Plasma Polarization Spectroscopy, edited by T. Fujimoto and A. Iwamae, Springer, p.334, 2007.

30. Baronova E.O., Jakubowski L., X-Ray polarization Measurements, in Plasma Polarization Spectroscopy, edited by T.Fujimoto and A.Iwamae, Springer, p. 327, 2007.

31. Baronova E.O., Z-pinch Plasmas, in Plasma Polarization Spectroscopy, edited by T.Fujimoto and A.Iwamae, Springer, p. 154,2007.

32. Baronova E.O., Stepanenko M.M., Stepanenko A.M. 'X-Ray Spectrompolarimeter, Rev.Sci.Instrum. 79,1,2008.

33. Morozov D.Kh., Baronova E.O., Senichenkov I.U., Impurity radiation in tokamak plasma, Plasma Physics reports, vol. 33, noli, p. 906, 2007.

34. Баронова E.O., Степаненко M.M., Рентгеновский спектрополяриметр, патент на изобретение РНЦ КИ №2322684, Бюл.№11, 20.04.2008.

35. Baronova E.O., Sholin G.V., Vikhrev V.V., Jakubowski L., The influence of the Shtark effect on the shape of He-like argon lines in dense plasma, Proc. of Plasma 2007, edited by H.J.Hartfuss, T. Musielok, M.Dudeck, M. Sadowski, AIP Proc. P.271, 2008.

36. Baronova E.O.,Vikhrev V.V., Morozov D.Kh., Time-resolved intensity of ArXXVII resonance line for plasma diagnostics during high pressure gas injection, Proc. of Plasma 2007, edited by H.J.Hartfuss, T. Musielok, M.Dudeck, M. Sadowski, AIP Proc. P.263, 2008.

37. Haas D, Bott S.C.,V. Vikhrev V.V., Eshaq Y., U. Ueda, T. Zhang, Baronova E.O., Krasheninnikov S.I., F. N. Beg, Dynamics of low density coronal plasma in low current X-Pinches, Plasma Physics and Controlled Fusion,49, P.1151, 2007.

38. Hassan M, Clark L., Androulakis C., Petridis, A. Gopal, S. Minardi, J. Chatzakis, E. Tzianaki, M. Bakarezos, N.A. Papadogiannis, Baronova E.O., Vikhrev V.V., P. Lee, Spectroscopic investigation of radiation of low current X-pinch, 35th EPS Conference on Plasma Phys. Hersonissos, 9-13 June 2008 ECA Vol. 32, P-2.148,2008.

Подписано в печать 26.07.2009. Формат 60x90/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,5 Тираж 70. Заказ 75

Отпечатано в РНЦ «Курчатовский институт» 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1

Введение.

Глава 1. Универсальный фокусирующий спектрограф для регистрации спектров, эмитируемых плазмой.

1.1. Оптическая схема, энергетический диапазон и спектральное разрешение спектрографа Кошуа-Иоганссона, сравнение с оптическими схемами других спектрографов.

1.2. Характеризация изогнутых кристаллов, используемых для получения изображений, измерений рентгеновских спектров, фокусировки рентгеновского излучения.

1.3. Метод исследования радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутого кристалла, аппаратная функция кристалла.

1.4. Исследование пространственного разрешения сферического кристалла кварца.

1.5 Энергетический диапазон спектрографа с дифракционными решетками.

1.6 Применение спектрографа, образцы спектров, зарегистрированных в различных диапазонах длин волн.

Результаты и выводы главы 1.

Глава 2. Однокристальный рентгеновский спектрополяриметр.

2.1 Постановка задачи и принцип работы рентгеновского спектрополяриметра.

2.2 Изготовление поляриметра из гексагонального кристалла.

2.3 Изготовление поляриметра из кубического кристалла.

2.4 Пространственная геометрия рентгеновского спектрополяриметра.

2.5 Соотношение индексов Бравэ механических и поляризационных плоскостей.

2.6. Параметры четырехгранного однокристального кварцевого спектрополяриметра.

2.7. Регистрация излучения в каналах четырехгранного поляриметра. 69 Результаты и выводы главы 2.

Глава 3. Исследование относительных интенсивностей рентгеновских линий, эмитируемых плазмой пинчевых разрядов.

3.1. Рентгеновские спектры, зарегистрированные в Z-пинчевых установках при токах разряда 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА. Экспериментальные свидетельства наличия анизотропии плазмы сильноточных разрядов.

3.2. Причины возникновения поляризации рентгеновского спектра.

3.3. Анализ проблем поляризационных измерений.

3.4. Моделирование интенсивностей линий гелиеподобного иона аргона в условиях стационарной и нестационарной плотной плазмы.

3.5. Влияние сильных электрических полей па интенсивность запрещенной линии 21»S'i -1 lSo

3.6. Сравнение результатов моделирования с результатами экспериментов. Результаты и выводы главы 3. 116 Приложение 1.

Глава 4. Спектроскопия капиллярного разряда - эксперимент и моделирование динамики параметров плазмы.

4.1. Конструкция камеры капиллярного разряда, схема эксперимента.

4.2. Регистрация спектров, эмитируемых плазмой капиллярного разряда.

4.3. Применение капиллярного разряда для юстировки спектрографа с дифракционной решеткой.

4.4. Численное моделирование динамики параметров плазмы и интенсивности свечения линий капиллярного разряда во времени.

Результаты и выводы главы 4.

Актуальность темы. В сильноточных разрядах (Z - пинчах) образуется плотная высокотемпературная плазма, сжимающаяся под действием протекающего по ней тока. Исследования рентгеновского излучения таких разрядов представляют интерес для понимания процессов, происходящих в плазме, для предсказания ее поведения, для практических применений, важнейшим из которых является термоядерный синтез. Среди методов диагностики пинчевой плазмы наиболее информативными являются методы рентгеновской спектроскопии, основанные на анализе относительных интенсивностей рентгеновских линий. Применение традиционных методик, однако, затруднено, так как исследуемая плазма является короткоживущей, анизотропной, нестационарной, оптически плотной. Известно также, что в плазме генерируются электронные пучки и быстрые ионы, турбулентные электрические и магнитные поля, а излучение плазмы может быть поляризовано.

В настоящей диссертации проведены экспериментальные и аналитические исследования относительных интенсивностей рентгеновских линий, эмиттированных плазмой пинчевых разрядов при токах 150-J-500 кА. Наиболее подробные исследования проводились для гелиеподобных ионов, широко используемых для определения температуры и плотности плазмы. Данные исследования актуальны для совершенствования существующих и создания новых методов диагностики плазмы. Эксперименты и расчеты проводились совместно с учеными Польши, Японии, Америки.

Во всем мире активно исследуется применение Z - пинчей (капиллярные разряды, плазменные фокусы, пинчи с импульсным напуском газа) для рентгеновской и EUV литографии [1,2,3]. Капиллярный разряд является одним из наиболее простых видов перечисленных z - пинчевых разрядов. Большое внимание уделяется режимам работы с максимальным выходом излучения определенных длин волн (например, излучения вблизи 135 А, для которого существуют хорошо разработанные (Mo - Si) зеркала) при минимальном распылении материала керамики и электродов. Одно из основных преимуществ капиллярного разряда - достаточно предсказуемое и стабильное положение источника излучения в пространстве, недостаток — нагрев и распыление материала стснок. Поиск оптимальной конструкции камеры капилляра, материала электродов, схемы предионизации, частотного режима работы установки, оптической схемы фокусировки излучения активно осуществляется в лабораториях России, Европы, Америки, Японии, других стран.

Одна из глав настоящей диссертации посвящена исследованию капиллярного разряда. Автором сконструирована установка и проведены эксперименты по регистрации излучения, эмитгируемого плазмой капилляра. На базе известных аналитических моделей созданы коды для описания динамики плазмы и динамики интенсивности линий, излучаемых плазмой капиллярного разряда. Коды могут быть использованы для оптимизации параметров капиллярного разряда. Данные работы ведутся совместно с МИФИ, Институтом Ядерных Проблем им.Солтана в Польше, Университетом г.Кумамото и Токиийским Технологическим Институтом. Кроме литографии, капиллярный разряд может применяться для исследования коэффициентов отражения диффракционных решеток в ВУФ диапазоне, а также для настройки УФ и ДУФ спектрографов. Нами опробовано применение капилляра для настройки спектрографа с малыми углами падения, который очень чувствителен к точности взаимного расположения детектора и диспергирующего элемента.

Одна из глав диссертации посвящена исследованию процесса инжекции нейтрального газа в плазму токамака. В настоящее время одним из важнейших направлений исследований токамаков является нахождение возможностей предотвращения последствий, возникающих при срыве тока или быстром отключении тока в случае экстренной необходимости. К наиболее опасным последствиям срыва/выключения относятся локальный выброс горячей плазмы на стенки камеры с их последующим распылением и/или плавлением, генерация электронного пучка и его контакт со стенками, механические напряжения в корпусе камеры, и т.д. Перечисленные явления могут иметь значительные масштабы в сильноточных установках, таких как ИТЭР. Для предотвращения опасных последствий необходимо найти возможность быстрой диссипации тепловой энергии плазмы во время срыва. Одним из наиболее эффективных методов подавления последствий срыва/выключения на сегодняшний день является инжекция большого количества инертного газа в центральную область плазмы. Интерес представляют как численные модели, описывающие динамику плазмы во время инжекции, так и методы диагностики параметров плазмы во время инжекции.

Автором диссертации проведено аналитическое и численное исследование динамики линейчатого рентгеновского излучения и динамики параметров плазмы в процессе инжекции нейтрального газа в гокамак. Данная тематика является предметом междунородного сотрудничества физиков РНЦ КИ и их коллег из Германии (установка ASDEX) и Франции (установка Tore Suppra). Коллеги из Германии и Франции проводят экспериментальную часть работы, а в настоящей дисертации предложена модель для описания поведения плазмы во время инжекции газа. Подобная модель может использоваться для оптимизации эксперимента по инжекции газа в существующих установках и ИТЭР. Расчеты динамики линейчатого рентгеновского излучения, проведенные в рамках модели, предполагают по измерениям линейчатого рентгеновского излучения диагностировать параметры плазмы во время инжекции (эксперимент планируется реализовать на ASDEX UPGRADE).

Исследования рентгеновских спектров, перечисленные выше, требовали применения специального оборудования — рентгеновских спектрографов, регистрирующих излучение в достаточно широком диапазоне длин волн, с высоким спектральным и пространственным разрешениями. Такие уникальные спектрографы должны иметь хорошо изученные характеристики, они изготавливаются по индивидуальным заказам экспериментаторов, за исключением нескольких дорогих аналогов, продаваемых небольшим количеством производителей. Как правило дорогие конструкции не всегда удовлетворяют условиям лабораторного эксперимента, который характеризуется частой сменой условий в целях исследования множества возможностей. Нами сконструирован и изготовлен базовый вариант спектрографа, который при невысокой цене и простоте конструкции удовлетворяет требованиям лабораторных экспериментов, и может быть легко модифицирован для использования в различных экспериментальных условиях. Применение различных диспергирующих элементов определяет широкий диапазон длин волн прибора - от жесткого рентгеновского до видимого излучения. В приборе реализована новая оптическая схема, разработаны и внедрены уникальные методики детальной характеризации применяемых диспергирующих элементов.

Для исследования поляризации рентгеновских спектров разработан однокристальный рентгеновский спектрополяриметр. Принцип действия прибора предложен авторами и защищен патентом [12а]. Изготовлен и протестирован четырехгранный поляриметр, применение которого особенно актуально в случае импульсной плазмы. Поляризационный анализ, основанный на применении такого прибора, может привести к созданию новых методов диагностики высокотемпературной плазмы.

Постановка задачи.

Исследовать плазму сильноточных разрядов методами рентгеновской спектроскопии. Для реализации поставленной задачи:

1. Создать современное оборудование для регистрации рентгеновских спектров, характеризовать его и применить для исследования спектров, излучаемых плазмой сильноточных разрядов.

2. Исследовать влияние анизотропных факторов (пучки электронов, электрические поля) на излучательные характеристики плазмы сильноточных разрядов.

3. Проанализировать основные проблемы измерения поляризации в рентгеновской области спектра. Создать п характеризовать оборудование для поляризационного анализа рентгеновского спектра, провести поляризационный анализ спектра гелиеподобных ионов в пинчевом разряде.

4. Исследовать излучение капиллярного разряда, применяемого для литографии.

5. Исследовать динамику плазмы и динамику рентгеновского излучения плазмы токамака в процессе инжекции большого количества нейтрального газа. Создать коды для описания поведения плазмы, которые можно использовать для диагностики процесса инжекции и оптимизации условий эксперимента по предотвращению последствий срыва.

Цель диссертации. Исследование рентгеновского излучения, механизмов, ответственных за его генерацию, развитие методов рентгеновской спектроскопии с целью определения параметров плазмы сильноточных разрядов и исследования процессов, происходящих в ней.

Автор выносит на защиту следующие положения и результаты.

1. Конструкция спектрографа для регистрации видимого, ВУФ и рентгеновского излучений с новой оптической схемой для регистрации диапазона энергий Е>8 кэВ. Разработка и создание цилиндрического кристалла, работающего по схемам Иоганссона, Де-Бройля и вновь предложенной схеме Кошуа — Иоганссона.

2. Метод измерения радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутых кристаллов и результаты этих измерений.

3. Эффект уширения кривой отражения (КО) кристаллов при их изгибе, эффект периодичности изменения локальной кривизны атомных плоскостей и локальной полуширины КО вдоль кристалла, соединенного методом оптического контакта с вогнутой подложкой.

4. Результаты измерений рентгеновских спектров z-пинчевых разрядов при токах 150 kj\, 200 кА, 360 кА, 500 кА, свидетельствуют об уменьшении интенсивности свечения характеристических линий ионов низких кратностей ионизации с ростом тока разряда. Анализ полученных результатов, проведенный в рамках существующих модельных представлений, позволяет оценить параметры плазмы в момент максимального сжатия.

5. Впервые проведенный поляризационный анализ рентгеновских линий гелиеподобного аргона на установке типа плазменный фокус. Результаты экспериментов по исследованию поляризации рентгеновских линий. Методология поляризационных измерений и механизмы, ответственные за возникновение поляризации.

6. Принцип работы однокристального рентгеновского спектрополяриметра, позволяющего выделить из падающего излучения две взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты. Оптическая схема четырехгранного однокристального спектрополяриметра.

7. Численная модель низкоточного (3-1 ОкА) капиллярного разряда, являющегося источником излучения в области 135 А, и ее верификация на созданном разрядном устройстве.

8. Механизм охлаждения горячей плазмы токамака в процессе инжекции нейтрального газа для подавления последствий срыва, заключающийся в превалирующей роли столкновений.

9. Результаты численного моделирования динамики интенсивности линий гелиеподобного аргона в процессе инжекции в плазму токамака, указывающие на рост интенсивности линий ArXVII при падении температуры плазмы и на возможность диагностики ее температуры во время инжекции.

Научная новизна.

1. Разработана новая оптическая схема работы рентгеновского спектрографа в диапазоне энергий Е > 8 кэВ. Создан диспергирующий элемент, работающий одновременно по трем оптическим схемам: вновь предложенной схеме Кошуа-Иоганссона, схеме Иоганссопа, схеме де Бройля.

2. Разработан метод определения радиуса кривизны атомных плоскостей вогнутых кристаллов, и обнаружено различие радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутого кристалла и радиуса подложки.

3. Обнаружена периодичность изменения локальной кривизны атомных плоскостей и локальной полуширины кривой отражения кристалла, соединенного методом оптического контакта с вогнутой подложкой.

4. Обнаружены свидетельства анизотропии функции распределения электронов плазмы по скоростям при регистрации излучения многозарядных ионов на пинчевых установках с токами 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА.

5. Впервые проведена интерпретация результатов измерений рентгеновских линий аргона, эмитированных плазмой пинча, на основе моделей, учитывающих динамику всех степеней ионизации аргона.

6. Впервые проведен поляризационный анализ линий гелиеподобного иона аргона, эмитированных плазмой пинчевого разряда.

7. Сформулирован и запатентован принцип работы нового рентгеновского спектрополяриметра, одновременно выделяющего из падающего излучения две взаимно-перпендикулярно поляризованные компоненты с помощью одного кристалла. Разработана оптическая схема четырехгранного однокристального спектрополяриметра.

8. С учетом концентрации атома и ионов ксенона всех степеней ионизации проведено моделирование временного хода интенсивностей линий с длинами волн 135 А ± 1.4 А, применяемых в литографии, впервые позволившее интерпретировать экспериментально измеренные спектры ксенона, излучаемые капиллярным разрядом.

9. При моделировании процессов, проходящих при инжекции нейтрального аргона в токамак для предотвращения срыва, впервые показано, что охлаждение горячей плазмы происходит не за счет излучения, а преимущественно за счет превалирующей роли столкновений. Проведено моделирование временного хода интенсивности рентгеновских линий и впервые предложено использовать измерения интенсивности линий во времени для диагностики плазмы в процессе инжекции.

Научная и практическая значимость работы.

1. Создан новый, удобный в обращении фокусирующий спектрограф для изучения спектров различных источников рентгеновского излучения, адаптированный для измерений ультрафиолетового и видимого спектра. Разработанные методики характеризации прибора и его опробование на нескольких видах лабораторной плазмы позволяют рекомендовать прибор для широкого использования при исследованиях и для обучения студентов в университетах.

2. Создан первый отечественный рентгеновский спектрополяриметр, обеспечивающий проведение поляризационного анализа нестационарных источников излучения. Применение спектрополяриметра снижает затраты при проведении поляризационного анализа стационарных источников.

3. Проведенный анализ методологии поляризационных измерений, реализованный поляризационный анализ спектров гелиеподобного аргона и железа плазмы пинчевых разрядов в диапазоне токов 150-500 кА открывает новые возможности в диагностике плотной высокотемпературной плазмы.

4. Созданы коды, описывающие временную динамик) распределения всех ионов данного элемента по степеням ионизации. Данные коды в сочетании с описанием временного хода параметров плазмы позволяют проводить интерпретацию экспериментальных данных, продвинуться в понимании роли тех или иных физических явлений, имеющих место в сильноточных разрядах.

5. Создан и охарактеризован в диапазоне 110-600 А источник излучения на основе капиллярного разряда, выдерживающий десятки тысяч выстрелов без замены элементов конструкции. Разряд применен для юстировки элементов спектрографа скользящего падения, что позволило снизить цену прибора. Созданы коды, описывающие временной ход параметров плазмы, которые могут быть применены для дальнейшего усовершенствования работы капиллярного источника.

6. Созданные двухтемпературные коды, описывающие поведение плазмы при инжекции большого количества нейтрального газа в токамак, имеют практическое применение при изучении возможностей ослабления последствий срыва тока в этих установках.

Созданное автором оборудование, его элементы, численные коды применены в научных лабораториях Польши, России, университетов Японии, Греции, США, Чили, Мексики.

Апробация работы. Работы, положенные в основу диссертации, докладывались и обсуждались на Общероссийских конференциях по физике плазмы и УТС в Звенигороде, Конференциях по плотным Z - пинчам 1993.1997[62,63], 2002, 2005[84] годов, Conference on UV and X-ray spectroscopy [64,65,68], Beams Conferences [72,74,184], International Conference on High Temperature Plasma Diagnostics, US-Japan workshop on PPS [79,83,185], IAEA Fusion Energy Conference, а также опубликованы в журналах "Приборы и Техника Экспсримента"[66,67],"Nuclear Fusion"[l 87,236], "Plasma Physics and Controlled Fusion"[69,77,78], "Письма в ЖЭТФ"[76]. "Физика Плазмы"[73, 85], "Review of Scientific Instruments"[80,332], "Chechoslovak Journal of Plasma Physics'[180,183,186], "Journal of Plasma Fusion Research"[82], "Nucleonika", "Кристаллография"[223], "Прикладная физика"[23], "Journal of Technical Physics"[75], 2 главах монографии "Plasma Polarization Spectroscopy"[330], получен патент РНЦ КИАЭ № 2322684 (Бюл.№11,20.4.2008) и т.д.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и 2 приложений. Она содержит 211 страницы, 139 рисунков и библиографию из 331 наименования.

Основные результаты данной диссертации состоят в следующем:

1. Сконструирован спектрограф для исследования спектров лабораторной плазмы. В диапазоне энергий Е > 8 кэВ предложена новая оптическая схема, названная схемой Кошуа — Иоганссона. Положение линии, зарегистрированной в данной схеме, не зависит от положения источника, ширина линии не зависит от размера источника. Прибор типа Кошуа — Иоганссон обеспечивает более высокое спектральное разрешение, чем его известный прототип Кошуа - Иоганн. Прибор портативен, адаптирован для применения в ультрафиолетовом и видимом диапазонах спектра. Разработан калибровочный источник для УФ и видимого излучений. Спектрограф адаптирован для использования МКП в качестве детектора, опробован для диагностики плотной высокотемпературной плазмы.

2. Изготовлен цилиндрический кристалл типа Кошуа-Иоганссон, который работает режиме на пропускание с межплоскостным расстоянием d = 1.8 А, срез 0001, или d = 2.457 А, срез 11 (-2)0. Тот же самый кристалл работает в схеме на отражение в геометрии Иоганссона с межплоскостным расстоянием с/=4.25 А, 10(-1)0.

3. Детально исследованы рентгеновские диспергирующие элементы спектрографа. Показано, что изменение кривизны и изменение полуширины КДО вдоль поверхности изогнутого кристалла, соединенного с подложкой (цилиндр, сфера, тороид) указанным методом (с помощью клея или оптического контакта) имеют периодический характер. Показано, что величины амплитуды смещения и периода при прочих равных условиях (толщина кристалла, форма его изгиба) уменьшаются с увеличением кривизны изгиба, а величины параметров, определяющих оптические характеристики фокусирующего кристалла - увеличиваются.

4. Разработана методика измерения радиуса кривизны атомных плоскостей изогнутых кристаллов. Показано, что радиус кривизны атомных плоскостей изогнутого кристалла может отличаться от радиуса подложки. Изготовлены кристаллы кварца, обеспечивающие высокое пространственное разрешение &с<2 микрон. Кристаллы опробованы при исследованиях процессов, происходящих в лазерной плазме, плазме плотных Z - пинчей.

5. Экспериментально зарегистрированы рентгеновские спектры сильноточных разрядов при токах 150 кА, 200 кА, 360 кА, 500 кА. Получены свидетельства наличия анизотропиии функции распределения электронов плазмы по скоростям. Предложена интерпретация полученных результатов, основанная на анализе величины перекрытия во времени анизотропных факторов с источниками излучения. Подобные исследования важны а) для поляризационного анализа, б) для определения параметров плазмы спектроскопическими методами.

6. Выявлена стохастичность излучательных характеристик горячих областей плазмы, образованных в отдельно взятом разряде с током 500 кА. Обнаружены уширение резонансной линии и аномально высокая относительная интенсивность интеркомбинационной линии в спектре гелиеподобного иона аргона, эмитированного плазмой разряда с током 500 кА. Предложена интерпретация полученных результатов, основанная на учете оптической толщины плазмы.

7. Созданы коды, описывающие временную динамику распределения всех ионов данного элемента по степеням ионизации. Коды в сочетании с описанием временного хода параметров плазмы позволили провести интерпретацию экспериментальных данных, полученных в пинчевых разрядах, предсказать динамику излучения вблизи 135А в капиллярном разряде.

8. Проведен поляризационный анализ линий гелиеподобных ионов при токах разряда 150, 500 кА. Отмечено, что поляризация линий, эмитируемых плотной высокотемпературной плазмой сильноточных разрядов, может быть следствием как электромагнитных полей, так и анизотропии функции распределения электронов по скоростям.

9. Проанализированы проблемы поляризационных измерений в нестационарной плазме и показана необходимость проведения поляризационного анализа с точки зрения уточнения возможностей применения существующих методов диагностики плазмы.

10. Разработан рентгеновский спектрополяриметр. Новизна предлагаемого спектрополяриметра состоит в том, что две серии идентичных атомных плоскостей, ориентированные под углом 120° друг к другу, отражают обе (л-и <т) поляризационные компоненты. Если эти плоскости расположены внутри одного кристалла, то реализуется схема идеального рентгеновского спектрополяриметра: обе компоненты поляризации отражаются в перпендикулярных направлениях, с одинаковым коэффициентом отражения и одинаковой эффективностью, которая равна 100% для угла Брэгга в в = 45°. Так как в основе принципа лежит брэгговское отражение от кристаллов, то поляриметр также служит и спектрометром.

11. Разработана конструкция капиллярного разряда и показано экспериментально, что капиллярный разряд с электрическими параметрами I = 3.7 кА, U = 8 кВ, С = 1.05 мкФ, Р=0.2 Торр, г=0.05 см (а также Р=2 Торр, г=0.1 см) является источником излучения в области 135 А. Зарегистрированы также спектры разряда в диапазоне 11-600 нм, где представлены переходы в ионах XeVII-nXe-IX, CuIV^CuVIII, ОПч-ОУ, A1VI, A1VII. Разряд выдерживает десятки тысяч выстрелов без замены элементов конструкции. Показана эффективность применения капиллярного разряда для калибровки и настройки ультрафиолетовых спектрографов, напыление на оптические элементы при этом несущественно.

12. Разработаны нуль - мерные 2-температурпые коды для расчета динамики плазмы в капиллярном разряде, учитывающие поведение 54 ионов и атома ксенона в каждый момент времени. Расчеты подтвердили, что экспериментально найденные давление и радиус капиллярного разряда могут обеспечить температуру и плотность плазмы, необходимые для генерации излучения в области 135 А. Проведенные численные исследования показали, что временной ход интенсивности линий эмитируемых вблизи 135 А совпадает с формой импульса разрядного тока во времени, а расчетная форма тока разряда совпадает с экспериментально измеренной.

13. В рамках двухтемпературной модели описано поведение плазмы при инжекции нейтрального газа в токамак, и показано, что ипжекция нейтрального аргона может быть использована для ослабления последствий срыва тока или последствий незапланированного выключения токамака в экстренной ситуации. Отмечено, что падение электронной температуры Те происходит в результате столкновений горячих электронов плазмы и холодных электронов, поступающих в плазму при ионизации инжектируемого аргона, падение ионной температуры Тх происходит в результате столкновений горячих ионов и поступающих частиц аргона. Смоделирована динамика нтенсивности свечения линий гелиеподобного аргона и предложено использовать соответствующие измерения для диагностики параметров плазмы во процессе инжекции.

В заключение выражаю глубокую благодарность моим коллегам, которые принимали активное участие в исследованиях по теме данной диссертации: М.М.Степаненко, В.В.Лидер, А.Н.Ломов, Л.Якубовский, О.Н.Семенов, А.С.Савелов, А.Н.Долгов, Г.С.Волков,

В.И.Зайцев, Г.В.Шолин, Т.Фуджимото, Д.Х Морозов, Н.Перейра. Формированию диссертации способствовал опыт, полученный автором при работе в экспериментальных лабораториях под руководством Н.Г.Ковальского и Н.В. Филиппова, на кафедре Физики Плазмы МИФИ, руководимой В.А.Курнаевым, в теоретическом отделе, руководимом В.И.Ильгисонисом, а также обсуждения и ценные замечания, полученные от Кингсепа А.С., Калинина Ю.Г., Мартыненко Ю.В., Днестровского Ю.Н. и выслушанные автором на семинарах в ИАЭ им.И.В.Курчатова, ФИАН им. Лебедева, МИФИ, конференциях и рабочих встречах.

Заключение.

1. Абзаев Ф.М., Бельков С.А., Бессараб А.В. и др. // ЖЭТФ. 1998. Т. 114, Вып.1, № 7, С.155.

2. Абзаев Ф.М., Бельков С.А., Бессараб А.В. и др. // ЖЭТФ. 1998. Т. 114. Вып.6. № 12. С.1993.

3. Абрамов В.А., Барышников Ф.Ф., Казанский А.И., Комаров И.В., Лисица. B.C. // Вопросы Теории Плазмы под ред. М.А. Леонтовича и Б.Б. Кадомцева. 1982. вып.12, С. 94.

4. Абрамов В.А., Коган В.И., Лисица B.C. Перенос излучения в плазме // Вопросы Теории Плазмы под ред. М.А. Леонтовича и Б.Б. Кадомцева, 1982 Вып. 12, С. 114.Энергоиздат. Москва.

5. Абрамов В.А., Лисица B.C., Пигаров А.Ю. // Письма в ЖЭТФ. 1985,Т. 42, С. 288.

6. Аглицкий Е.В., Анциферов П.С., Кошелев К.Н., Панин A.M. Спектроскопические возможности малоиндуктивной вакуумной искры // Физика плазмы. 1986. Т. 12. Вып. 10. С. 1184-1188.

7. Алиханов С.Л., Васильев В.И., Кононов Е.А., Кошелев К.Н., Сидельников Ю.В., Топорков Д.А., Образование микропинчей в сильноточном линейном пинче с импульсным напуском газа// Физика плазмы. 1984. Т. 10. № 1. С. 1051.

8. Ананин С.И., Вихрев В.В. О соответствии термоядерной модели плазменного фокуса экспериментальным данным // Физика плазмы. 1981. Т. 7. С.494.

9. Анциферов П.С., Вихрев В.В., Иванов В.В., Кошелев К.И., Температура плазменных точек в вакуумно-искровых разрядах // Физика Плазмы. 1990. Т. 16. Вып. 8. С. 1018.

10. Базденков С.В., Вихрев В.В. Трехжидкостная МГД-модель токовой оболочки в Z-пинче // Физика плазмы. 1975. 1. С.451-457.

11. Базденков С.В., Вихрев В.В., Сергеев Е.В. Программа для моделирования Z-пинча в трехжидкостном приближении // Препринт ИАЭ №3688/6. М. 1982.

12. Баронова Е.О. //доклад на ITC конференции Япония, 1998. 12а.Баронова Е.О., Степаненко М.М., Рентгеновскийспектрополяриметр, Патент РНЦ КИ на изобретение № 2322684, Бюл.№11, 20.4.2008.

13. Блинников С.И., Имшенник B.C. Динамика радиационного коллапса с учетом обогащения примесью в простой модели плазменного фокуса // Физика плазмы. 1982. Т. 8. С. 193.

14. Бойко В.А.// Итоги науки и техники. 1980. Т. 27.

15. Боровский И.Б.// Физ. осн. рентгеноспектральных исследований. Изд. Моск. Унив. 1956.

16. Брагинский С.И. Поведение полностью ионизованной плазмы в сильном магнитном поле // ЖЭТФ. 1957. Т. 33. С.645.

17. Брагинский С.И., Мигдал А.Б. Процессы в плазменном столбе при быстром нарастании тока // В сб.: Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций. М., Изд-во АН СССР. 1958. Т. 2. С. 20.

18. Брагинский С.И., Гельфанд И.М., Федоренко Р.П. Теория сжатия и пульсаций плазменного столба в мощном импульсном разряде // В сб.: Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций. 1958. Т. 4., М. Изд-во АН СССР. С. 201.

19. Брагинский С.И., Вихрев В.В. Динамика Z-пинча // Вопросы теории плазмы. Под ред. М.А. Леонтовича. 1981. Т. 10. С.243.

20. Л.А.Буреева, Лисица B.C. Возмущенный атом. // М.Издат.1997.

21. Вайнштейн Л.А., Собельман И.И., Юков Е.А. Возбуждение атомоа и уширение спектральных линий. // М.:Наука.1979.

22. Вихрев В.В., Баронова Е.О. Генерация электронного пучка в Z-пинчевых разрядах // Журнал прикладной физики. 1999. No 5. Р. 71-75.

23. Вихрев В.В. Простая модель плазменного фокуса // Физика плазмы. 1977. Т. 3. С.981.

24. Вихрев В.В. Сжатие Z-пинча из-за потерь энергии на излучение // Письма в ЖЭТФ. 1978. Т. 27. С. 104.

25. Вихрев В.В., Коржавин В.М. Влияние аномальной проводимости на динамику плазменного фокуса // Физика плазмы. 1978. Т. 4. С.735.

26. Вихрев В.В., Иванов В.В., Кошелев К.Н. Формирование и развитие микропичевой области в вакуумной искре // Физика плазмы. 1982. Т. 8. С. 1211.

27. Вихрев В.В., Иванов В.В., Прут В.В. Моделирование радиационного сжатия Z-пинча // Препринт ИАЭ №3787/6. М. 1983.

28. Гервидс В.И., Жидков А.Г., Марченко B.C., Яковленко С.И. // Вопросы Теории Плазмы под ред. Акад. М.А. Леонтовича и Б.Б. Кадомцева. Энергоиздат. Москва. 1982. Вып. 12, С. 156.

29. Гервидс В.И., Коган В.И., Лисица B.C. Многозарядные ионы и излучение плазмы. // Химия плазмы. Под ред. Б.М. Смирнова. М.: Энергоатомиздат. 1982. Т. 3.

30. Гильварг А.Б. II ДАН СССР. 1950. Т. 72.3. С.489.

31. Горбунов А.А., Гулин М.А., Долгов А.Н., Николаев О.В., Савелов А.С., Прямая регистрация потока надтепловых электронов из плазмы микропинчевого разряда И Письма в ЖЭТФ. 1989. Т. 50. Вып. 7. С. 320-322.

32. Гуревич А.В., К теории эффекта убегающих электронов // ЖЭТФ. 1960. Т. 39, № 5. С. 1296.

33. Долгов А.Н, Кириченко Н.Н., Ляпидевский В.К., Савелов А.С. Наблюдаемый спектр излучения микропинча в диапазоне 1кэВ < hv < 300 кэВ и процессы в его плазме // Физика плазмы. 1993. Т. 19. № 1. С. 97.

34. Коган В.И., Гервидс В.И., Морозов Д.Х. // Физика Плазмы. 2004. Т. 27. С. 994.

35. Коган В.И., Оптические свойства низкотемпературной плазмы // В книге «Энциклопедия низкотемпературной плазмы» под ред. акад. Б.Е. Фортова. Москва. Наука. 2000. Т. 1. С. 481.

36. Коган В.И., Лисица B.C., Шолин Г.В., Уширение спектральных линий в плазме // В сб.: Вопросы Теории Плазмы. Под ред. Кадомцева Б.Б. М.: Энергоатомиздат. 1987. Т. 13. С. 223.

37. Лебедев А.Н. К теории "убегающих" электронов // ЖЭТФ, 1965. Т. 48, № 5. С. 1396.

38. Леонтович М.А., Осовец С.М. О механизме сжатия тока при быстром и мощном газовом разряде // Атомная энергия. 1956. № 3. С. 81.

39. Лидер В.В., Чуховский Ф.Н,, Хапачев Ю.П., Барашев М.Н. // ФТТ. 1989. Т. 31. № 4. С. 74-81.

40. Лидер В.В., Баронова Е.О., Степаненко М.М. // Кристаллография. 2001. Т. 46. №2. С.320-327.

41. Скобелев И.Ю., Фаенов А .Я., Брюнеткин Б.А. и др. //ЖЭТФ. 1995. Т. 108. С. 1263.

42. Собельман И.И. // Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука. 1979.

43. Соколов Ю.А. Размножение ускоренных электронов в токамаке // Письма в ЖЭТФ. Т. 29. Вып. 4. С. 244-246.

44. Суворов В.Н., Тулин Н.А., Потиха В.И. Измерения спектра рентгеновского излучения плазменного фокуса // ПТЭ. 1979. № 2. С. 264-269.

45. Чибисов М.И. // Препринт ИАЭ 3233. 1980.

46. Чуховский Ф.Н., Лидер В.В. // Кристаллография. 1993. Т. 38. Вып. 4. С. 259-261.

47. Abdallah J., Faenov A.Y., Hammer D.A., Pikuz S.A, G Szanak, R.E.H. Clark, V.M. Romanova, T.A. Shelkovenko, Electron Beam Effects on the Spectroscopy of Satellite Lines in Aluminum X-Pinch Experiments // Beams Conference, Prague. P-2-90, P. 687-690.

48. Abramov V.A., Kogan V.I, Lisitsa V.S, // Voprosu teorii plasmu. Energoatomizdat. 1982.

49. Aglitskiy E.V. et al. // Kvantovaia elektronika 1974. V. 1. P. 579.

50. Aglitskii E.V., et al // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. P.530.

51. Aglitsky E.V., Lehecka Т., Obenshain S. et. al. // Appl. Optics. 1998. V. 37. № 22. P. 5253.

52. Alexandropoulos N.G. and Cohen G.G. //Appl. Spectrosc. 1974. V. 28. P. 155.

53. Apruzese J.P., Kepple P.C. Effect of line opacity on conditions for radiative collapse in a krypton Z-pinch // AIP Conf. Proc. 1989. V. 195. P. 108.

54. Arnaud M., R. Rothenflag, An updated evaluation of recombination and ionization rates // Astron. Astrophys. Suppl. 1985. Ser. 60. P. 425-457.

55. Babichev A.P, Babushkina NA, Bratkovski AM, et al, // Physical values, Moscow, Energoatomizdat. 1991.

56. Bahtiari M., et.al., // Fusion Energy 2004 (Proc 20th Int.Conf. Vilamora, 2004) (Vienna: IAEA) CD-Rom file EX/10-6Rb and http://www-nameb.iaea.org/napc/ phvsics/fec/fec2004/datasets/index.html

57. Bakhtiari M., Kawano Y., Tamai H. et.al. // Nucl.Fusion. 2002. V. 42. P. 1197-1204.

58. Bakshaev Yu. L., Blinov P.I., Chernenko A.S. et. al. // Czech. Journ. of Physics, Suppl. D. 2002. V. 52. P. 212-220.

59. Bailey J., Stewart R.E., Kilkenney J.D., Wallinbg R,S,, Phillips Т., Fortner R.J., Lee R.W., Experimental observations of density-sensitive line emission from neon-like ions in a laserOproduced plasma// J. Phys. B. 1986. V. 19. P. 2639.

60. Baronova E.O. Polarized x-rays from z-pinch plasmas // Proc. of Zp4 Conference, Vancouver. 1997. P. 475.

61. Baronova E.O. Suprathermal electron diagnostics, based on x-ray line radiation polarization measurements // Proc. of Zp-4 Conf. Vancouver. 1997. P. 483.

62. Baronova E.O., Alexandrov V.V. Doudle focusing spectrograph application for investigation laser produced and Z-pinch UV and X-ray emission // Proc. of Eleventh Conference on UV and X-ray spectroscopy. Nagoya.1995. P.468-470.

63. Baronova E.O., Alexandrov V.V. Application of X-ray line spectroscopy for spontaneous magnetic field and hot electron generation investigation. // Proc. of Eleventh Conference on UV and X-ray spectroscopy. Nagoya.1995. P. 471-473.

64. Baronova E.O., Dolgov A.N., Jakubowski L. Study of polarization of X-ray emission of multicharged ions, emitted from high temperature plasma // Priboru I technika experimenta.2004. 3. P. 125-129.

65. E.Baronova E.O., Garanin P.В., Gidkov N.V., Stepanenko M.M., Suslov N.A. Experimental investigation of spatial resolution of spherically bent quartz crystal at the wavelength 8.42A. // Priboru I technika experimenta. 2004. 2. P. 139-142.

66. Baronova E.O., Gurey A.E., Dolgov A.N. Vikhrev V.V. et.al. X-ray line polarization measurements in Z-pinch discharge. // Proc. of Eleventh Conference on UV and X-ray spectroscopy, Nagoya. 1995. P. 465-467.

67. Baronova E.O., Jakubowski L., Sholin G.V. Application of X-ray polarization measurements to study plasma anisotropy in plasma focus machines // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2003. V. 45. No 7. P. 1071-1077.

68. Baronova E.O., Morozov D.Kh., Vikhrev V.V. High pressure gas injection in tokamak modeling of plasma dynamics. // Proc. of International Conference on research and applications of plasma, PLASMA 2005; Opole-Turawa, Poland, September2005. P. 223-226.

69. Baronova E., О Ognev L., Pereira N. R., Dierker В., Dufresne E., and Arms D. A. Refractive and reflective optics for x-rays // DELSY Conf. Proc. Dubna. April 2001.

70. Baronova E.O., Rantsev-Kartinov V.A., Stepanenko M.M. Cauchois spectrograph application for investigation of bremsstrahlung and line spectra, emitted by plasma focus discharge//Proc. Beams Conf. 1998. P. 572-576.

71. Baronova E.O., Rantsev-Kartinov V.A. Stepanenko M.M. et al. X-ray spectrograph application for plasma focus fast particle diagnostics// Plasma Physics Reports. 1994. V. 1. P. 86-87.

72. Baronova E.O., Sholin G.V. X-ray spectroscopy application for magnetic field and electron beam measurements in laser produced plasma// Proc. of Beams Conf. 1998. P. 451-454.

73. Baronova E.O., Sholin G.V., Jakubowskii L. Possible mechanisms of polarization of argon lines, emitted from plasma focus // Journal of Technical Physics. 1999. Vol. 40. No. 1. P. 157-161.

74. Baronova E.O., Sholin G.V., Jakubowski L. Study of polarized argon lines in plasma focus device // JETP Letters. 1999. V. 69. P. 921.

75. Baronova E.O., Sholin G.V., Jakubowski L. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2003. V. 45. P. 1071.

76. Baronova E.O, Stepanenko M.M. A novel X-ray polarimeter, based on hexagonal crystal, for nuclear fusion experiments. // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2003. V. 45. No7. P. 1113-1120.

77. Baronova E.O, Stepanenko M.M, Lider V.V, Pereira N.R, (1998) Characterization of reflection properties of Johansson spherical crystals on optical contact and Cauchois-Johansson crystals. // Weimar. Proc. of workshop on curved crystals.

78. Baronova E.O., Stepanenko M.M.,. Sholin G.V, Jakubowski L., Fujimoto Т. Review of X-ray polarization measurements on Z-pinches in Russia and Poland. // Proc. of US-Japan workshop on PPS, editted by T.Fujimoto and P.Beiersdorfer. July2004. P. 11-20.

79. Baronova E.O., Vikhrev V.V., Capillary discharge modeling of plasma dynamics. // Proc. of 6th Conference on Dense Z-pinches, Oxford, United Kingdom. 2005. P. 251-254

80. Baronova E.O., Vikhrev V.V., Dolgov A.N. et. al. Investigation of polarization of line emission of multicharged ions in vacuum spark discharge // Plasma Physics reports. 1998. V. 24. N1. P. 25.

81. Baronova E.O., Vikhrev V.V., Fujimoto T. Radiation losses in Z-pinch plasma, // Proc. of International Conference on research and applications of plasma, PLASMA. Opole-Turawa, Poland.2005. P. 245-248.

82. Barkla C.G. // Proc. Roy. Soc. 1906. V. 77. P. 247.

83. Batrakov A.M. et al. // Nuclear Instruments and Meth. 1987. V. A261.P. 246.

84. Bhalla C.P., A.H. Gabriel, L.P. Presniakov, Dielectronic satellite spectra for highly charged helium-like ions-ll // Mon.Not.R. Astr.Soc. 1975. V. 172. P. 359.

85. Beiersdorfer P., Wagelin B.J. // Rev. Sci. Instrum. 1994. V. 65. P. 13.

86. Beiersdorfer P., M. Slater, Measurement of the electron cyclotron energy component of the Ebit II electron beam // Proc.of 3 US-Japan Plasma Polarization Spectroscopy Workshop, Livermore.2001. P. 329-338.

87. Bely-Dubau F., A.H. Gabriel, S. Volonte, Dielectronic satellite spectra for highly-charged helium-like ions-Ill. Calculation of n=3 solar flare iron lines // Mon.Not.R. Astr.Soc. 1979. V. 186. P. 405.

88. Bely-Dubau F., A.H. Gabriel, S. Volonte, Dielectronic satellite spectra for highly-charged helium-like ions-V // Mon.Not.R.Astr.Soc .1979. V.189. P. 801.

89. Bely-Dubau F., J. Dubau, P. Faucher, A.H. Gabriel, Dielectronic satellite spectra for highly-charged helium-like ions-VI // Mon.Not.R.Astr.Soc. 1982. V. 198. P. 239.

90. Bel'kov S.A., Abzaev F.M., Bessarab A.V. et al. // Laser and Particle Beams. 1999. V. 17. № 2. P. 293.

91. Bel'kov S.A., Abzaev F.M., Bessarab A.V. et al. // Laser and Particle Beams. 1999. V. 17. №4. P. 591.

92. Bernal, H.Bruzzone, Radiative Collapses in Z-pinches with axial mass losses,Plasma Physics and Controlled Fusion.2002. V. 44. P.223-231.

93. Bernard et.al.Status of Dense Plasma Focus Research, Journal of the Moscow Phys

94. Bennet W.H, Magnetically self-focusing streams // Phys.Rev. 1934. V. 45. P. 890.

95. Bitter M.et al. // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. P. 292.

96. Bitter M.et al. // Phys. Rev. Lett. 1979. V. 42. P. 304.

97. Bitter M.// Private communication.

98. Blackburn,J.,P.K.Carroll.,J.Costello.,G.Sullivan//J.Opt.Soc.Am.1 983.73.P.1325.

99. Boiko V.A., A.V. Vinogradov, S.A. Pikuz, I.U. Skobelev, A.Ya. Faenov, // Itogi nauki i techniki. 1980.V. 27.

100. Bondeson A., R.D.Parker, M.Hugon, P.Smeulders // Nuclear Fusion. 1991.V. 31. P. 1695.

101. Born M., E. Wolf, Principle of Optics, // Pergamon Press, Inc. New York, 1964.

102. Bostik W., Nardi V.H, Prior W., Feugeas J., Kilic H., Powell C. // Bull. Am. Phys. Soc, 1978. V. 23. P. 848.

103. Braginski S.I. // Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1957. V. 33. P. 645.

104. Braginski S.I., The behavior of a completely ionized plasma in a strong magnetic field //Sov. Phys. JETP. 1958. V. 6. P. 494.

105. Breton C, Michelis C.D., Mattioli M. // Nuclear Fusion. 1976. V. 16. No.6. P. 891-899.

106. Brocks B.H.P.,W. van Dijk, J.J.A.M.van der Mullen. Study of pulsed capillary discharge with a modulated radius // XXVIIth ICPIC, Eindhoven, the Netherlands, 18-22 July, 2005. P.20.

107. Brown G.V., Beiersdorfer P., and Widmann K. // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. P. 280.

108. Burek //SpaceSci. Instrum. 1976. V. 2. P. 53.

109. Burkhalter P.G., Shilon J., Fisher A., Cowan R.D. // J. Appl. Phys. 1979. V. 50. P. 4532.

110. Burchalter P.G., Dozier C.M., Nagel D.J., X-Ray spectra from exploaded wire plasmas // Phys. Rev. A. 1977. V. 15.No.2. 700.

111. Caciuffo R., Melone S., Rustichelli F., Boeuf A. // Phis.Reports. 1987. V. 152. № 1. P. 1-71.

112. Cauchois Y.// J. de Physique. 1932. V. 3. P. 320.

113. Cederstrom В., Cahn R. N., Danielsson M., Lundquist M., Nygren D. R. // Nature. 2000. V. 404. P. 951.

114. Charles G. Barcla, Polarized Rontgen Radiation // Philisophical Transactions of the Royal Society of London, Series A. Containing papers of a Mathematical or Physical Character.1905.V. 204. P. 467-479.

115. Charles G. Barcla, Polarization in secondary Rontgen Radiation // Proceedings of the Royal Society of London, Series A. Containing papers of a Mathematical or Physical Character.1906. V. 77. No. 516. P. 247-255.

116. Chen H., Beiersdorfer P., Baronova E.O., Kalashnikova 1.1., Stepanenko M.M. // Rev. Sci. Instr. 2004. V. 75. No 10. P. 3678-3680.

117. Chittenden J.P. and Haines M.G., Processes terminating radiative collpase in a hydrogen fiber Z-pinch // Phys.Fluids B. 1990. No. 2. P. 1889.

118. Chittenden J.P, Power A.J., Haines M.G., Further investigations of radiative collapse in a Z-pinch // Plasma Phys. And Controlled Fusion. 1089. V. 31. P. 1813.

119. Choi P.and Favre M. // Rev.Sci.lnstrum 1998. V. 69. P. 3118.

120. Connor J.W., Hastle R.J.//Nucler Fusion. 1975. V. 15.P. 415.

121. Cowan R.D. // The theory of atomic structure and spectra, University of California Press. 1981.

122. Chukhovskii F.N., Chang W.Z., and Forster E. // J. Appl. Phys. 1994. V. 77. P. 1849.

123. Chukhovskii F.N., Holzer G., Wohrhan O., Forster E. // J. Appl. Cryst. 1996. V. 29. P. 438-445.

124. Compton A,, Alison S. // X-rays in theory and experiment. D. Van Nostrand Co., Inc. 1960.

125. Connor J.W., Hastle R.J., Relativistic limitations on runaway electrons// Nuclear Fusion. 1975. V. 15. P. 415-424.

126. Dreicer H., Electron and Ion runaway in a fully ionized gas I // Phys. Rev. 1959. V. 115. No2.238-249.

127. Dreicer H., Electron and Ion runaway in a fully ionized gas. II // Phys.Rev. 1960. V. 117. No2. P.329.

128. Eriksson L.G., Helander P. // Comput. Phys. Commun. 2003. V. 154. P. 175.

129. Evans, T.F. et.al. // Journal Nuclear Materials. 1997. V. 241. P. 606.

130. Finkelshtein K.D., Staffa C., Qun Shen, A Multi-purpose polarimeter for X-ray studies // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1994. V. A 347 P. 124-127.

131. Faenov A.Ya. et al. II Phys.Rev. A. 1995. V. 51. P. 3529.

132. Filippov N.V., Filippova T.I., Vinogradov V.P., Karakin M.A, Krauz., V.I., Tukshaev V.P, et.all, Filippov type plasma focus as intense source of hard X-Rays // IEEE Transactions on Plasma Science. 1996. V.24. N.4. P. 1215-1223.

133. Finkelstein, K.D., C. Staffa, Qun Shen, A Multi-Purpose Polarimeter for X-ray Studies // Nuclear Instr. & Methods A. 1994. V. 347. P. 124-127.

134. Finken K.H., Spectroscopic measurement of the magnetic field in a high density plasma // J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer. 1979. V.22. P. 397.

135. Fomenkov I. V. et al. // Proc. SPIE Symp.on Lith Tech.5037. P. 807-821.

136. Fomenkov I.V., Partlo W., Ness R., Oliver R.,et.al. Optimization of a dense plasma focus as a light source for EUV lithography//EUV Workshop.Santa Clara.2002.

137. Forster E., K. Gabel, I. Uschmann // Laser and Particle Beams. 1991. V. 9. P. 135-148.

138. Fraenkel B.S., M. Bitter// Rev. Sci. Instr. 1999. V. 70. No. 1. P. 296.

139. Fukai J., Clothiaux E.J. Mechanism for the hard X-Ray emission in vacuum spark discharges // Phys.Rev.Letters. 1973. V. 34. No. 14. P. 863-866.

140. Fujimoto Т., Kato T. // Phys. Rev. A. 1984. V.30.P. 379.

141. Fujimoto T. // Plasma Spectroscopy, Oxford Science Publications. 2004.

142. Fujimoto T. Plasma polarization spectroscopy: past, present and future scope // Proc.of 3 US-Japan Plasma Polarization Spectroscopy Workshop, Livermore.2001. P. 1-9.

143. Finken K.H., Mank G., Kraemer-Fleken A., Jaspers R. // Nuclear Fusion.2001. V. 41. P. 1651.

144. Finken K.H., Kramer-Fleken A., Mank G., Abdullaev S.S. // J. Nucl. Material. 2001.1064. P. 290-293.

145. Fournier K.B., Cohen M., May M.J., Goldstein W.H. //Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1998. V. 70. P. 231.

146. Furth H.P., Rutherford P.H., Ion runaway in Tokamak discharges// Phys.Rev. Letters. 1972. V. 28. No.9. P. 545-548.

147. Gabriel A.H., K.H. Phillips, Dielectronic satellite spectra for highly-charged helium-like ions-IV. Iron satellite lines as a measure of non-thermal electron energy distributions // Mon.Not.R. Astr.Soc. 1979. V. 189. P. 319.

148. Gabriel A.H., Dielectronic satellite spectra for highly-charges helium-like ion lines // Mon.Not.R.Astr.Soc. 1972. V. 160. P. 99.

149. Galushkin I., et al. // IAEA-CN-28/F-6.

150. Gill R.D. // Nuclear Fusion. 1993. V. 33. P. 1613.

151. Gill R.D., B.AIper, A.W.Edwards, L.C.Ingesson, M.F.Johnson, D.J.Ward // Nuclear Fusion 2000. V. 40. P. 163.

152. Glas F. //J. Appl. Phys. 1987. V .62. № 8. P. 3201-3208.

153. Gordeev A.V., T.V. Loseva // Plasma Phys. Rep. 2003. V. 29. P. 809.

154. Granetz R.S. et.al // Nuclear Fusion. 1996. V. 36. P. 545.

155. Gurevich A.V. // Sov.Phys. JETP. 1961. V. 12. P. 904.

156. Haines M.G., The physics of the dense Z-pinch in theory and in experiment with application to fusion reactor // Physica Scripta. 1982. T.2. P. 380.

157. Hammel B.A. and L.A. Jones // Bull. Am. Phys. Soc. 1982. V. 27. P. 980.

158. Hatchinson I.H., et.al. // Phys.Plasmas. 1994. V. 1. P. 1511.

159. Hares D., R.E. Marrs, R.J. Fortner, An absolute measure of heating by suprathermal electrons in a gas puff Z-pinch // J. Phys. D: Appl. Phys. 1985. V.18. P.627-631.

160. Harris G.R. Comparison of the Current Decay During Carbon-Bounded and Berillium-Bounded Disruptions in JET // Preprint JET-R (90) 07.

161. Harries W.L, J.H. Lee, D.R. Mc.Farland // Bull.Amer.Phys.Society. 1975. V. 20. P. 1370.

162. Harvey R.W., V.S.Chan, S.C.Chui, T.E.Evans, M.N.Rothenbluth, D.G.Whyte // Phys.Plasmas 2000.V. 7. P. 4590.

163. Helander P., Sigmar D.J., // Collisional Transposrt in magnetized Plasmas, Cambridge, England.2002.

164. Henke B.L., Gullikson E.M., and Davis J.C. // At. Data Nucl. Data Tables 1993. V. 54. P. 181.

165. Henke B.L., E.M. Gullikson, J.C. Davis // X-Ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, reflection at E=50-30000 eV, Z=1-92 //At. Data Nucl. Data Tables. 1993. V. 54. P. 181.

166. Hollman E.M., et.al. // Fusion Energy 2004 (Proc. 20th Int. Conf. Vilamora, 2004) (Vienna: IAEA) CD-Rom file EX/10-6Ra and http://www-naweb.iaea.org/nape/ phvsics/fec/fec2004/datasets/index.html.

167. Huba J.D. NRL plasma Formulary // Naval Research Laboratory, Washington, DC 20375.2000.

168. Inal M.K., J. Dubau // J.Phys. 1987. V. В 20. P. 4221.

169. Inal M.K., Dubau J. //J. Phys. B. At Mol. Phys. 1987. V. 20. P. 4221.

170. ITER Physics Expert Group on disruptions, Plasma Control, MHD // Nucl.Fusion. 1999. V. 39. P. 2251.

171. Iton Y., Murakami Y., Nishio S. // Fusion Science and Technology. 2001. V. 40. P. 125.

172. Ivanova E.P., Safronova U.I. //J.Phys. B. 1975. V. 8. P.1591.

173. Ivanova E.P., Zinov'ev N. A. Calculation of the vacuum-UV radiation gains in transitions of Ne-like argon in capillary discharges// Quantum Electron. 1999. 29 (6).C.484-492.

174. Jakubowski L., Baronova E.O. Study of X-ray polarization and e-beams generation during hot spots formation in POF-discharges// Proc. of zp4 Conf. Vancouver. 1997. P. 443.

175. Jakubowski L., Sadowski M., Baronova E.O. Space resolved studies of x-ray specrta within plasma focus system // Cechoslovac. J. Phys. Suppl. S3. 2000. Vol. 50. P. 173-178.

176. Jakubowski L, Sadowskii M, BaronovaE.O. X-rays and electron beams emission from MAJA-PF device // J.Tech.Phys. 1998. V. XXX1X. Spec.Suppl.P. 91-96.

177. Jakubowski L, Sadowski M., Baronova E.O., Vikhrev V.V. Electron beams and X-ray polarization effects in plasma focus discharges// Proc. of Beams Conf. 1998. P. 615-618.

178. Jakubowski L., Sadowski M., Baronova E. Time-resolved studies of highly ionized argon lines within MAJA plasma focus device. // Proc. of US-Japan workshop on PPS. Editted by T.Fujimoto and P.Beiersdorfer. July 2004. P.21-30.

179. Jakubowski L., Sadowski M., Baronova E. Temporal characteristics of electron beams from plasma focus and their correlation with highly ionized argon lines // Chech. Journal of Plasma Physics. 2004. V. 54. Suppl.C. SPPT271.1.C1-C6.

180. Jakubowski L., Sadowski M., Baronova E. Polarization of X-ray lines, emitted from plasma focus discharges, problems of interpretation. // Nuclear Fusion. 2004. 44/3. P. 395. .

181. Jakubowski L., Sadowski M., Baronova E. // Proc. US-Japan Workshop on PPS. 2004. P. 30.

182. Jayakumar R., Fleishmann H.H., Zweben S. // Phys. Lett. 1993. V. A172. P. 447.189a. Johann H.H. //Z.Phys. 1931. V. 69. P. 185.

183. Johansson T. // Naturwissenschaften. 1932. V. 3. P. 320.

184. Johnson D.J. // J. Appl.Phys. 1974. V. 45. P. 1147.

185. Jushkina L., Chuvatin A., Zakharov S.V., Ellwi S., Kunze H.J. // J.Phys. D: Appl.Phys. 2002. 35. 219.

186. Kahn A., Lejus A.M., Madsac M., Thery J., Vivien D., and Bernier J.C. // J. Appl. Phys. 1981. V. 52. P. 6864.

187. Kania D.R., Jones L.A., Observation of an electron beam in an annular gas-puff z-pinch plasma device // Phys Rev. Letters. 1984. V.53. No. 2. P. 166.

188. Kania D.R., Jones L.A., Observation of an electron beam in an annular gas-puff z-pinch plasma device // Phys Rev. Letters. 1984. V.53. No. 2. P. 166.

189. Kato T. and Masai K. // NIFS publication. 1992. NIFS-197.

190. Kato T. et al. // Astrothys. J. 1998. V. 492. P.822.

191. Kato. Т., Safronova U.I., Ohira M. // Physica Scripta. 1977. V.55. P. 185.

192. Kato Т., U.I. Safronova, and M. Ohira, Dielectronic Recombination Rate Coefficients to the Excited States of Cll from Clll // Physica Scripta.1997. V. 55. P. 185-199.

193. Kieffer J.C., J.P. Matte, M. Chaker, Y.Beaudoin, C.Y. Chein, S. Сое, G. Mourou, J. Dubau and M.K. Inal // Phys. Rev. Letters. 1992. V. 68. P. 480.

194. Kim Dong E, Baronova E.O., Jakubowski L. Polarization spectroscopy on Laser produced Plasmas and Z-pinch Plasmas// Journal of Plasma Fusion Res. 2002. V.78. No 8. P. 745-751.

195. Kirillov, Trubnikov B.A., Sov Journ.Plasma physics. 1975. V. 1. P. 117.

196. Kirkpatrick P., A.V. Baez // J. Opt. Soc. Am. 1948. V. 39. P. 766

197. Klosner M. A. and W. T. Silfvast // Optics Letters. 1998. V. 23. P. 1609.

198. Knoepfel H., D.A. Spong.Review Paper. Runaway electrons in toroidal discharges // Nuclear Fusion. 1979. V. 19. No 6. P. 785.

199. Knoephel H., Zweben // Phys.Rev.Lett. 1975. V. 35. P. 1340.

200. Koshelev K.N., Pereira N.R. Plasma points and radiative collapse in vacuum sparks // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P.21.

201. E.Y. Kononov, Koshelev K.N., Safronova V.I., Sidelnikov Y.V., Churilov S.S., Spectroscopic electron density measurement of a 'hot point' low induction vacuum spark plasma // JETP Lett. 1980. V. 31. P. 679.

202. Korchak A.A. // Sov. Phys. Dokl. 1967. V. 12.P. 92.

203. Korn. PD at al. // Mathematic handbook, 1968. New York.

204. Kruskal M., Bernstein I. // MATT-Q-20, Semiannual report. 1962. 174.

205. Энциклопедия по низкотемпературной плазме под ред.А.С.Кингсепа,2007.

206. Lang.J //Atomic Data Nucl. Data Tables.1994. V.57. P.1.

207. Lee T.N., R.C. Elton. //Phys.Rev.A. 1971. No. 3.P. 865.

208. Lee T.N. //Astrophys. Journal. 1974. V. 190. P. 476.

209. Lee J.H, D.S. Loebbaka, C.E. Roos // Plasma Phys. 1971. V. 13. P. 347.

210. Lemonnier M., R. Fourme, F. Rousseaux, R. Kahn // Nucl. Instrum. and Methods. 1978. V.152. P.173 -177.

211. Lengeler В., Ch. Schroer, J. Tummler, B. Benner, M Richwin, A. Snigirev, I. Snigireva, and M. Drakopoulos // J. Synchrotron Rad. 1999. V. 6. P. 1153.

212. Levine M.A., Marrs R.E., Henderson J.R., Knapp D.A., and Schneider M.B. // Phys. Scr. T. 1988. V. T.22. P. 157.

213. Liberman M.A., J.S. De Groot, A.Toor et al. // Physics of high density plasma. Springer. 1998.

214. Lider V.V., E.O. Baronova, M.M. Stepanenko, Characterization of homogeneity of bending of focusing crystals // Proc. Of X-ray optics. 2001. Nignii Novgorod. P. 125-130.

215. Lider V.V., Baronova E.O., Stepanenko M.M. Experimental characterization of bent focusing crystals // Crystallography Reports. 2001. V.46. No3. P.341-348.

216. Martin G., et.al., in Fusion Energy 2004 (Proc. 20th Int. Conf. Vilamora, 2004) (Vienna: IAEA) CD-Rom file EX/10-6Rc http://www-naweb.iaea.org/ napc/phvsics/fec/fec2004/datasets/index.html.

217. Matsushita Т., R.P. Phizackerley // Jap.J.Appl.Phys. 1981. V.20. №11. P. 2223-2228.

218. Matsushita Т., H.O. Hashizume // Handboock on Synchrotron Radiation. 1983. V.1A. P. 261 314.

219. Mazotta P., G. Mazitelli, S. Solafrancesco, etc., Ionization balance for optically thin plasmas: Rate coefficients for all atoms and ions of the elements H to Ni // Astron. Astrophys. Suppl. 1998. Ser.133.P. 403-409.

220. Mewe R//Astron. Astrophys. J. 1972. V. 20. P. 215.

221. Morakami L., Kato. T. // NIFS publication. 1997. NIFS-DATA -41.

222. Morakami L., Safronova U.I., Kato. T. // J. Phys. B. 1999. V.32. P.5331.

223. Moribayashi К. and Т. Kato, Dielectronic recombination of Belike Fe ion // NIFS-DATA-36. 1996.

224. Moribayashi K. and T. Kato Atomic Nuclear Charge Scaling for Dielectronic Recombination to Be-like Ions // NIFS-DATA-41. 1997.

225. Morita Shigeru and Junji Fujita, Spatially resolved K-alpha spectra of two-structure plasmas in a vaccum spark // Applied Phys. Letters. 1983. V. 43. No. 5. P. 443-445.

226. Morozov D.Kh., et.al, Mechanizms of disruptions caused by noble gas injection into tokamak plasmas // Nucl. Fusion. 2005. V. 45. P. 882-887.

227. Morozov D.Kh. et al. // Nucl. Fusion. 2004. V. 44. P. 252-259.

228. Morozov D.Kh., Yurchenko E.I., Lukash V.E., Baronova E.O., et.al., Mechanizms of disruptions, caused by noble gas injection into tokamak plasmas // Nuclear Fusion. 2005. V. 45. P. 882887.

229. Murakami I., T. Kato, and Safronova U.I., Spectral Line Intensities of NeVII for Non-equilibrium Ionization Plasma Including Dielectronic Recombination Processes // NIFS-DATA-50. 1999.

230. Murakami I., U. I. Safronova, and T. Kato, Dielectronic recombination rate coefficients to excited states of Ne VII from NeVII I // J. Phys. B. 1999. V.32. P.5331-5350.

231. Muravich M., Baronova E., Mitamura Y., Lu M., Sato K., Baba A., et al. Observation of x-ray emission and neutron yield from a compact plasma focus // ISSN, 0915-6348, NIFS Proc. 42. Aug. 1999. P. 127-133. Ed. H. Akiyama, S. Katsuki.

232. Newton C.E., Vahe Petrosian, Production of hard X-rays in a Plasma Focus // The Physics of Fluids. 1975. V.18. No.5. P. 547-551.

233. Oppenheimer J.R. // Z. Phys. A. 1927. V. 43, P. 27.

234. Parks В., Rothenbluth M.N., Putvinski S.V., et.al // Fusion Technology. 1999. V. 3.P. 267.

235. Pautasso G., et.al. // Nucl.Fusion 1996. V. 36. P. 1291.

236. Pease R.S. // Proc.Phys.Soc. London Ser. В 1957. V. 70. P. 11.

237. Pereira N.R., Baronova E.O., Stepanenko M.M. // presented at APS Meeting, October, 2005.

238. Phaneuf, R.A., Janev, R.K., Hunter, H.T. // Nucl. Fusion, Special Suppl. 1987. P. 7.

239. Pikuz S.A., B.A. Bruynetkin, G.V. Ivanenkov, A.V. Mingaleev, V.M. Romanova, I.Yu. Skobelev, A.Ya. Faenov, T.A. Shelkovenko, Radiative properties of a hot dense X-pinch // J.Quantum Spectrosc.Radiative Transfer. 1994. V. 51. P. 291.

240. Pikuz S.A., B.A. Bruynetkin, G.V. Ivanenkov, A.V. Mingaleev, V.M. Romanova, I.Yu. Skobelev, A.Ya. Faenov, T.A. Shelkovenko, X-pinch plasma as an optical pumping source for X-Ray lasers // Quantum Electron. 1993. V. 23. P. 201.

241. Presniakov L. P. // Uspekhi Fiz. Nauk. 1978. V. 119. P. 49.

242. Post D.E., Jensen R.V. et al // Atomic data and Nuclear Data Tables. 1977. V. 20. P. 397.

243. Post D.E. // J. Nucl. Mat. 1995. V. 220. P. 143.

244. Post D.E. // Symposium of Plasma Dynamics, Baltimore. 1959.

245. Putvinski S., Fujisawa N., Post D., et al. Impurity fueling to terminate tokamak discharges // Journal of Nuclear materials. 1997. P. 316.

246. Qun Shen, Finkelshtein K.D. // Phys.Rev. 1992. V. B45. P.5075.

247. Renner О., E. Krousky, A. Krejer, M. Pfeifer, E. Foerster. X-Ray spectroscopic characterization of hot spots in neon Z-pinch // Beams Conference, Prague. P-2-75.P. 733-736.

248. Riccardo V and JET EFDA // A Contributors of Plasma Phys. and Controlled Fusion. 2003. 45. A269.

249. Robledo A., I.H. Mitchell, R. Aliaga-Rossel, J.P. Chittenden, A.E. Dangor, M.G. Haines Time-resoloved energy measurements of electron beams in fiber Z-pinch discharges // Physics of Plasmas. 1977. V. 4. No.2. P. 490-492.

250. Robson A.E. Radiative collapse of a Z-pinch in hydrogen and helium// Phys.Fluids B1. 1989. P. 1834.

251. Robson A.E Anomalous receptivity and the Pease-Bragisnski current in a Z-pinch // Phys. Rev. Lett. 1989. V. 63. P. 2816.

252. Rocca J.J., Beethe D.C., Marconi M.C.//Opt.Lett.1988.V.13. P.565.

253. Rocca J.J., Luther B.M., etc. // Intern. Conf.on X-RAY lasers, Beijing, China.2004.0ral session I 2403. P. 17.

254. Rosmej F.B., Reiter D, Lisitsa V.S., et al. // Plasma Phys. Contr. Fusion. 1999. V. 41. P. 191.

255. Rothenbluth M.N., Putvinski S.V., // Nuclear Fusion. 1997. V. 37. P. 1355.

256. Rozhansky V., Senichenkov I.,. Veselova I., Morozov D., Schneider R., Penetration of supersonic gas jets into a tokamak, // Nucl. Fusion.2006. V. 46. P. 367-382.

257. Ruder H., G. Wunner, H. Herold, J. Trumper, Iron lines in superstrong magnetic fields // Phys.Rev.Lett. 1981. V. 46. P. 1700.

258. Russel A.Hulse, // Nuclear Technology and Fusion. 1983. V. 3. P. 259-270.

259. Russo A.J., R.B. Kempbell, A model for disruption generated runaway electrons // Nuclear Fusion, 1993. V. 33. No. 9. P. 1305-1313.

260. Safronova U.I., Kato. Т., Ohira M. // Quant. Spectrosc. and Radiat. Trasfer. 1977. V. 58. P. 193.

261. Safronova U.I., T. Kato, and M. Ohira. Dielectronic Recombination Rate Coefficients to the Excited States of CI 11 from CIV//J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1997.V.58. P. 193-215.

262. Shilon J., A. Fisher, N. Rostoker, Z pinch of gas jet // Phys. Rev. Letters. 1978. V. 40. No. 8. P. 515-518.

263. Schonwelski W., Haberey F., Lechebusch R., Rosenberg M., and Sahl K. //Z. Kristallogr. 1985. V. 172. P. 233.

264. Seeley L.F. and Lee T.N., Density measurements in a vacuum spark discharge microplasma from the inner shell excitation of satellite transitions // Phys.Rev.A 1984. V. 29. P. 411.

265. Shearer J.W., Contraction of Z-pinches actuated by radiaiton bosses//Phys. Fluids. 1976. V. 19. P. 1426.

266. Shlyaptseva A.S., S.V. Hansen, V.L. Kantsyrev, B.S. Bauer,D.A. Fedin, N.Quart, S.A. Kazantsev, A.G. Petrashen, U.I. Safronova, X-Ray spectropolarimetry of high temperature plasmas// Rev.Sci.lnstrum. 2001. V.72. P.1241.

267. Shlyaptseva A.S, Mancini R.C., Neill P., Beiersdorfer P., Polarization of x-ray Li-and Be-like de satellite lines excited by an electron beam // Rev.Sci.lnstrum. 1997. V.68. P. 1095.

268. SPEKTRA database, Multicharged ions Spectral Data Center, VNIIFTRI, Mendeleevo, Moscow region, 141570 Russia.

269. Sidelnikov Y.V., Kononov E.A., Koshelev K.N., X-Ray diagnostics of hot dense plasma in low inductance vacuum spark// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1985. V. B9. P. 724-726.

270. Sinars D., Time-resolved measurements of the parameters of bright spots in X-pinch Plasmas // Ph.D. Dissertation, Cornell University.2001.

271. Smith E.R., Henry J.W., Surmelian G.L., O'Connel R.F., Hydrogen atom in a strong magnetic field: bound-bound transitions//Astrophys. J. 1973. V. 179. P. 659.

272. Snigirev A., V. Kohn, I. Snigireva and B. Lengeler // Nature 1996. V. 384. P. 49.

273. Sovinec C.R., et.al. // J.Comput.Phys. 2004. V. 195. P. 355.

274. Spitzer F. //Astrophys Journal, 1948. V. 107. P. 6.

275. Steden C., Kunze H.-J. // Phys. Lett. A. 1990. V.151. P.34.

276. Stefanovsky A. M., G.V. Igonkina, Условия генерации тока ускоренных электронов при срыве разряда в токамаке // Plasma Phys.Reports. 1995. V.21. No. 6.P.467-475.

277. Stefanovsky A.M., G.V. Igonkina, Влияние динамического охлаждения плазмы и релятивистского усиления еа величину тока ускоренных электронов при срыве разряда в токамаке // Plasma Phys.Reports. 1996. V. 22. No.6. P.483-489.

278. Stepanenko M.M, Baronova E.O. Spectral resolution of x-ray device with spherical Johansson crystal // Instruments and experimental tech. 1999. V. 42. N 5. P. 1-3.

279. Steinhauer L.C., Kimura W.D., Quasistatic capillary discharge plasma model // Physical review special topics-accelerators and beams. 2006.9.08 1301.

280. Stygar W., G. Gerdin, F. Venneri, J. Mandrekas // Nucl.Fusion. 1982. V. 22. P. 1161.

281. Taylor P.L., Kellman A.G., Evans Т.Е., et.al. // Phys.Plasma. 1999.V. 6. P. 1872.

282. Thornhill W., J.L. Guiliani, J. Davis, The dense radiating deuterium Z-pinch plasma // J.Appl.Phys. 1989. V. 66. P. 4154.

283. Tolentino H., Baudelet F., Dartyge E., Fontaine A., Lena A., Tourillon G. // Nucl. Instrum. and Methods. 1990. V. A289. P. 307-316.

284. Trybnikov B.A. // Plasma Physics and Problems of Controlled Thermonucler reactions. 1958. Moscow, Izdatelstvo AN SSR. Т. 4.C. 87.

285. Trubnikov B.A., Particle acceleration and neutron production at the necks of plasma pinches // Sov. J. Plasma Phys. 1986. V. 12. P. 271.

286. Vainshtein L.A. and Safronova U.I. // Data Nucl. Data Table. 1978. V.21. P.49.

287. Vainshtein L.A. and Safronova U.I. // Data Nucl. Data Table. 1978. V.25. P.311.

288. Vainshtein L. A. and U.I. Safronova, Wavelenvths and Transition Probabilities of Satellites to Resonance Lines of Hand He-like Ions//ADNDT 21. 1978. P. 49.

289. Vainshtein L.A.and U.I.Safronova, Dielectronic Satellite Spectra for Highly Charged H-like Ions (2r3r-1s2l, 2r3l"01s3l) and He-like Ions (1s2l'3r-1s22l, 1s2I,3I,,-1s23I) with Z=6-33 // ADNDT 25. 1978. P. 311.

290. Vainshtein L.A., U.I.Safronova,'Wavelengths and transition probabilities of satellites to resonsnca lines of H- and He-like ions // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1978. V. 21. P. 49.

291. Veres G., Lenguel L.L. // J. Nucl. Materials. 1997.V. 250. P. 96.

292. Veretennikov V.V., A.N. Gurei et al., Polarization of X-rays, emitted from high current impulse discharge // JETP Letters. 1988. V. 47, no 1,. P. 29.

293. Verner D.A., Verner E.M., Ferland G.J. // Atom. Data Nucl. Data Tabl. 1996. V. 64. P. 1.

294. Vinogradov A.V., I.Yu.Skobelev, E.A.Ukov,'Determination of plasma density from spectra of helium-like ions // Sov.J.Quant.Electron. 1975. V. 5. P. 630.

295. Vikhrev V.V., Baronova E.O. // Proc. of BEAM's 98, Haifa, Israil. 1998. V. 2. 662-665.

296. Vikhrev V.V., Baronova E.O., Electron beam generation in the turbulent plasma of Z-pinch discharges // Proc. of zp 4 Conf. Vancouver. 1997. P.611.

297. Vikhrev V.V., Baronova E.O. Two mechanisms of high energy ions generation in the Z-pinch // Proc. of Beams Conf. 1998. V.2. P. 662-665.

298. Vikhrev V.V., Baronova E.O. Electron beam generation in the strong local electric fields of Z-pinch discharges // Proc. of Beams Conf. 1998. editted by M. Marcovitz and J.Shiloh. V. 2. P. 666-669.

299. Vikhrev V.V., Baronova E.O. Modeling of Z-pinch dynamics with taking into account the generation of turbulent/chaotic magnetic fields. // Proc. of 6th Conference on Dense Z-pinches, Oxford, United Kingdom. July 2005. P.354 -357.

300. Vikhrev V.V., Ivanov V.V., Koshelev K.N. // Plasma Phys. Rep. 1982. V. 8. P. 1211.

301. Vikhrev V.V., Braginski S.I. // Reviews of Plasma Physics 10, 1986.

302. Vikhrev VA/. Mechanism for neutron production in Z-pinches // Sov. J. Plasma Phys. 1986. V. 12. P. 262.

303. Vikhrev V.V. Simple model of the development of a plasma focus // Sov.J.Plasma Phys. 1977. V. 3. P. 539.

304. Vikhrev V.V. Contraction of Z-pinch as a result of losses to radiation // JETP Lett. 1978. V. 27. P. 95.

305. Vikhrev V.V., Ivanov V.V., Koshelev K.N. Formation and evolution of the micropinch region in a vacuum spark // Sov.J.Plasma Phys. 1983. V. 8. P. 688.

306. Walden F., Kunze H.J., Petroyan A., et al. // Phys.Rev.E. 1999. V. 59. No. 3. P. 3562.

307. Welch T.J., E.J. Clothiaux // J.Appl.Phys. 1974. V. 9. P. 3825.

308. Wesley J, et.all. High pressure Argon injection for runaway-free fast plasma shutdown in DIII-D and future tokamaks // MHD, Disruption and Plasma control ITPA Meeting, JAERY Naka Fusion research Establishment, 6-8 February, 2002.

309. Whyte D.G. et.al. // Phys. Rev. Let. 2002. 89. P. 5001.

310. Whyte D.G. et.al. //J.Nucl.Mater.2003. 313-316. P.1293.

311. Whyte D.G. at al. // Phys.Rev.Lett. 1998. V. 81. P. 4392.

312. Whyte D.G., Lernigan T.C., Hamphreys D.A., et.al. // Journal of Nuclear materials. 2003. P. 1239-1246.

313. Whyte D.G., T.C. Jernigan, A.W.Hyatt, D.Humphreys,etc., Disruption Mitigation on DIII-D using High Pressure Noble Gas Injection, APS-DPP 2001, Long Beach, California.

314. Whyte R.B. // Rev. Mol. Phys. 1986. V. 58. P. 183.

315. Yang В. X. // Nucl. Instr. Meth. 1993. V. A328. P. 578.

316. Yoshino R., Tokuda S., Kawano Y. // Nucl.Fusion. 1990. V. 39. P. 151.

317. Zaidel A.N., Shreider E. Ya. // Vacuum spectroscopy and its application. Moscow. 1976.

318. Zakharov S.V., Chuvatin A.S., ChoiP. On the radiation MHD modeling of a nanosecond capillary discharge//Pulsed Power. 2000. (Digest number 2000/053),IEEE Symposium.

319. Zastrov K.D., Kallen E., Summers H.P. // Phys.Rev. A. 1990. V. 40. P. 1427.

320. Available on the Web at www.cxro.bl.gov.

321. Baronova E.O.Stepanenko M.M In "Plasma Polarization Spectroscopy, Springer, 2007, editted by T.Fujimoto and A.lwamae.211 л

322. E.O.BARONOVA, M.M.STEPANENKO, A.M.STEPANENKO, 'X-Ray Spectrompolarimeter, Rev.Sci.lnstrum. 2008,79,1.