Развитие методов рентгеновской спектроскопии и их применение в исследованиях плазмы сильноточных разрядов - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук 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 БорисовичРабота посвящена развитию методов рентгеновской спектроскопии, их применению для исследования высокотемпературной плазмы сильноточных разрядов и содержит три составляющие: 1) 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, 2) 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, 3) 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. 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. 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. Одна из глав диссертации посвящена численному моделированию динамики линейчатого рентгеновского излучения и динамики параметров плазмы в процессе инжекции нейтрального газа в токамак.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. Отмечено, что спектрограф может работать в схеме на прохождение как Кошуа-Иоганссон, в схеме на отражение как спектрограф Иоганссона и/или спектрограф Де Бройля. В разделе 1.3 описан новый метод измерения радиуса кривизны атомных плоскостей вогнутого кристалла, и представлены результаты измерений геометрической составляющей разрешения кристалла. 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.Кристаллы опробованы при исследованиях процессов, происходящих в лазерной плазме, плазме плотных Z - пинчей. Получены свидетельства наличия анизотропии функции распределения электронов плазмы по скоростям. Предложена интерпретация полученных результатов, основанная на учете оптической толщины плазмы. Разработаны нуль - мерные 2-температурные коды для расчета динамики плазмы в капиллярном разряде, учитывающие поведение 54 ионов и атома ксенона в каждый момент времени. Baronova E.O., Sholin G.V., Jakubowskii L, "Possible mechanisms of polarization of argon lines, emitted from plasma focus", Journal of Technical Physics,vol.XL, no1, Warshava 1999, p.157-161.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ