Аномальная столкновительность в винтовой открытой ловушке СМОЛА

• Толкачев Михаил Сергеевич (4 курс аспирантуры)
• Судников Антон Вячеславович (Научный руководитель)

В работе представлены результаты исследования колебаний на установке СМОЛА. Изучена частотная и пространственная структура колебаний потенциала плазмы, получена зависимость частоты от плотности, магнитного полей, а также скорости вращения плазмы. Показано, что структура волны удовлетворяет условию на фазовый резонанс с запертыми ионами. В области резонанса наблюдается максимум амплитуды колебаний. Амплитуда колебаний достигает необходимой для эффективного рассеяния в широком диапазоне экспериментальных параметров, в том числе при в режиме с малой плотностью. Полиспектральные методы демонстрируют возможность передачи энергии между различными компонентами спектра колебаний.

Моделирование процесса подпитки плазмы веществом в установке ГДМЛ

• Шаров Никита Сергеевич (4 курс бакалавриата)
• Полосаткин Сергей Викторович (Научный руководитель)

Работа посвящена квазистационарному Монте-Карло моделированию молекулярных токов водорода, создаваемых системой подпитки. Рассмотрены элементарные процессы с молекулами и атомами водорода, приводящие к образованию питающих плазму ионов. Также реализованы процессы столкновения нейтралов со стенками, сформулированы критерии локальной эффективности подпитки. На основании этого получено пространственное и энергетическое распределение ионов, образованных в результате подпитки. В результате анализа этих данных были сделаны выводы о глобальной эффективности подпитки

Влияние подвижного лимитера на удержание быстрых ионов в ГДЛ

• Корж Виталий Александрович (1 курс магистратуры)
• Максимов Владимир Васильевич (Научный руководитель)

На установке ГДЛ популяция быстрых ионов движется по орбитам с ларморовским радиусом, сопоставимым с размером мишенной плазмы, что позволяет управлять радиальным распределением быстрых частиц с помощью подвижного лимитера. Целью работы стало изучение влияния уменьшения области ларморовских центров на поведение быстрых ионов. В рамках эксперимента проводилось сравнение нейтронного выхода D-D реакций и диамагнетизма плазмы при изменении положения лимитера, а также при снижении мощности инжекции. В результате измерений радиус области ларморовских центров составил 13,5±0,8 см. Кроме того, при одинаковом диамагнетизме в экспериментах с уменьшенным размером ларморовских центром наблюдалось увлечение нейтронного выхода за счет увеличения плотности быстрых ионов.

Исследование воздействий термических ударов на высокотемпературные керамические материалы, перспективные для покрытия первой стенки термоядерных реакторов

• Рыжков Георгий Андреевич (3 курс аспирантуры)
• Вячеславов Леонид Николаевич (Научный руководитель)

Одной из ключевых проблем, возникающих в ходе создания термоядерного реактора, является проблема обращенной к плазме стенки. В последнее время в качестве материала первой стенки привлекают внимание высокотемпературные керамики, имеющие относительно невысокое среднее Z, так как в случае попадании их в виде примесей в плазму не должно происходить значительного роста ее потерь на излучение. В ИЯФ СО РАН проводятся эксперименты по моделированию влияния термоударов на керамические материалы на лазерном стенде экспериментального комплекса БЕТА. В ходе данной работе проведены испытания монолитного образца из AlN-TiB2. В ходе его нагрева температура поверхности регистрировалась с помощью двухцветной пирометрии, а состояние поверхности контролировалось с помощью сканирующего электронного микроскопа. Таким образом была получена информация об устойчивости AlN-TiB2 к нагреву, и на основе этих результатах был сделан вывод о перспективности его использования в термоядерных реакторах.

Исследование характеристик высокочастотного генератора плазмы стационарного источника отрицательных ионов для ускорителя тандема

• Булатова Ульяна Дмитриевна (1 курс магистратуры)
• Гмыря Анатолий Алексеевич (Научный руководитель)

Цель научной работы - разработать новый стационарный источник отрицательных ионов водорода с высокочастотным разрядом для тандемного ускорителя с надежностью в работе и возможностью генерирования пучка без применения цезия. Текущая цель доклада - исследовать работу ВЧ драйвера, получить характеристики плотности ионного тока и измерить нагрев элементов драйвера. В данной работе будут проведены измерения плотности ионного тока с помощью сеточного зонда и обработаны полученные результаты. Также с помощью тепловизора будет измерен нагрев, приходящийся на экран Фарадея и выявлены участки наибольшего нагрева. В конце сформулированы выводы о соответствии полученных параметров с планируемыми, о надежности работы защитного экрана и о возможности драйвера работать в стационарном режиме.

Диамагнитные измерения на установке КОТ

• Колесниченко Константин Сергеевич (Научный руководитель)
• Жимулев Кирилл Федорович (4 курс бакалавриата)

В докладе рассматривается методика измерения вытесненного магнитного потока с помощью двух пар диамагнитных петель, различных по радиусу и положению вдоль установки, а также изучение развивающихся в плазме неустойчивостей при помощи сборки из двенадцати радиальных зондов Мирнова, что позволяет зарегистрировать не осесимметричные возмущения радиального магнитного поля с азимутальным модовым числом |m| ≤ 5 и предельной частотой до 2 МГц.

1D полунеявный дрейфово-кинетический PIC код

• Тимофеев Игорь Валериевич (Научный руководитель)
• Глинский Владимир Владимирович (4 курс аспирантуры)

Для подробного описания электронной физики в открытых ловушках написан электростатический 1D Particle-In-Cell (PIC) код, использующий дрейфово-кинетическое приближение для всех сортов частиц. В данной работе будет рассказано не только о реализованной PIC модели, в которую был встроен алгоритм кулоновских столкновений, но и о обеспечивающих пристеночный скачок потенциала граничных условиях. Адекватность работы PIC кода с нововведениями была проверена на задаче удержания плазмы в пробочном магнитном поле. Результаты моделирования сопоставляются с расчетом кодом MIDAS.

Трехмерный расчёт полей сильноточного электронного пучка

• Петренко Алексей Васильевич (Научный руководитель)
• Полозова Полина Алексеевна (2 курс магистратуры)

Для сильноточных пучков заряженных частиц существует проблема измерения их фазового объема. Для этого можно использовать метод маски-перечницы, в котором на пути пучка располагают перфорированную пластину. Особенность этого метода в случае сильноточных пучков заключается в сильном фокусирующем эффекте вблизи проводящей маски. В докладе представлены численные результаты решения трехмерной задачи о взаимодействии пучка с наведенными зарядами-изображениями на маске. Приведены основные оценки эффекта фокусировки пучка маской-перечницей, аналитический расчет в цилиндрически симметричном случае и общее решение трехмерной задачи методом Фурье.

Обобщение теории переходного слоя в диамагнитном пузыре на случай конечной температуры электронов

• Куршаков Владислав Андреевич (1 курс аспирантуры)
• Тимофеев Игорь Валериевич (Научный руководитель)

В данной работе бесстолкновительная кинетическая теория Котельникова, предсказывающая минимально возможную ширину переходного слоя в цилиндрических равновесиях с высоким бета, обобщается на случай конечной электронной температуры. Наличие у электронов конечной температуры приводит к необходимости включения в теорию дополнительного уравнения на электростатический потенциал. Показано, что в этом случае переходный слой имеет более сложную двумасштабную структуру, в которой во внутренней части переходного слоя часть полного скачка магнитного поля обеспечивается электронным током на масштабе десятка электронных гирорадиусов, а оставшийся скачок происходит за счёт ионного тока, текущего по гораздо более протяжённой области (несколько ионных гирорадиусов). Интересным следствием теории Котельникова для холодных электронов является необходимость многократного превышения давления плазмы над давлением вакуумного магнитного поля, если размер плазмы сопоставим с ионным гирорадиусом.

Применение метода мгновенной гамма-спектрометрии на ускорительном источнике нейтронов VITA

• Касатов Дмитрий Александрович (Научный руководитель)
• Коновалова Виктория Дмитриевна (2 курс магистратуры)

Метод мгновенной гамма-спектрометрии основан на регистрации характерных гамма-квантов, рождаемых в реакции захвата нейтрона. В работе описан созданный для реализации метода спектрометрический комплекс и представлены результаты экспериментов по регистрации характерных гамма-квантов с энергией 478 кэВ. На ускорительном источнике нейтронов VITA продемонстрирована возможность применения метода для оценки терапевтической дозы при проведении бор-нейтронозахватной терапии, а также для исследований состава материалов.

Запуск инжекционного комплекса экспериментальной установки КОТ

• Мурахтин Сергей Викторович (Научный руководитель)
• Гамов Вячеслав Валерьевич (2 курс аспирантуры)

В докладе будет представлен статус работ по ведению в эксплуатацию системы атомарной инжекции установки КОТ. Летом 2024 года был запущен один из двух нагревных инжекторов. Инжектируемая мощность атомов составила 1.5 МВт. Параметры пучка были измерены с помощью диагностического комплекса, состоящего из массива вторично-эмиссионных датчиков и двух проволочных калориметров, установленных до плазменного шнура и на фланце приёмника пучка. Угловая расходимость эллиптического пучка по двум осям составила 10x35 мрад.