В ИМЕТе РАН им. А.А. Байкова, строится новая установка "Плазменный Фокус"

• 
• Новый "Плазменный Фокус"

Сегодня, лаборатория воздействия излучений на материалы (№9), ведёт работы по созданию новой, научной установки "Плазменный фокус", работы ведёт проф. Грибков В.А. Приблизительный срок окончания работ 2013 год.

Плазменный фокус (ПФ) - нестационарный сгусток плотной высокотемпературной плотной плазмы. При использовании дейтерия в качестве рабочего газа ПФ является локализованным источником нейтронов и жёстких излучений. Плазменным фокусом так же называют и электроразрядную установку, в которой создаётся такой сгусток плазмы. 

Явление «плазменного фокуса» было открыто в середине ХХ века независимо друг от друга Н.В. Филипповым (СССР) и Дж. Мэйзером (J. Mather, США) в исследованиях, проводившихся по программе управляемого термоядерного синтеза (УТС). Экспериментальная установка с плазменным фокусом, или «плазменный фокус» (ПФ) (англоязычный эквивалент названия установки – dense plasma focus (DPF)) представляет собой довольно простой в изготовлении двухэлектродный газонаполненный электроразрядный прибор. Острый интерес к себе ПФ вызвал у исследователей прежде всего тем, что в случае заполнения рабочей камеры ПФ разреженным изотопом водорода дейтерием, при прохождении через камеру разрядного тока, измеряемого обычно сотнями килоампер, внутри камеры происходит генерация мощного короткого импульса быстрых нейтронов с энергией E_n= 2,45 МэВ. Первые установки ПФ имели энергозапас на уровне 50 кДж, при этом достигаемый на этих установках нейтронный выход составлял ~ 10⁹ нейтронов за импульс. Длительность нейтронного импульса ПФ составляет для установок такого уровня t ~ 100 нс.

В то же время, когда отработавшую какой-то срок камеру ПФ приходилось разбирать по какой-либо надобности на части, то экспериментаторам просто бросался в глаза тот факт, что анод установки в самом его центре оказывался сильно поврежденным с образованием кратера. На катодной же части камеры ПФ, на самой оси, всегда привлекало к себе внимание аккуратное круглое пятно, своим видом явно свидетельствующее о том, что на поверхность катода в этом месте во время работы ПФ имело место весьма активное воздействие мощных потоков энергии. Действительно, получалось, что центральная часть катода при каждом срабатывании ПФ подвергалась очень короткому по времени комплексному воздействию потока быстрых заряженных частиц и удару, наносимому по поверхности катода налетевшим на нее сгустком плазмы. По оценкам выходило, что мощность каждого из двух названных воздействий достигает, а возможно и превосходит величину 10⁹ Вт/см². Очень скоро после того, как было обращено внимание на заметные поверхностные изменения в катодной части камер ПФ, возникшие как результат работы установки, появилась идея всестороннего изучения этих изменений. Так в изучении физики плазменного фокуса появилась и материаловедческая направленность.

Отметим еще две тенденции, появившиеся в изучении явления ПФ за последние 10 – 20 лет. Первая состоит в том, что если на ранних этапах работы с ПФ интерес у исследователей вызывали только термоядерные перспективы установок с ПФ, то в последнее время к плазменному фокусу все чаще обращаются, только как к уникальному источнику сверхмощных излучений. Как жестких, так и мягких, и кроме того если в рамках программы УТС старались всемерно наращивать энергосодержание установок ПФ (на сегодняшний день самая мощная в мире установка этого типа – PF-1000 (Варшава, Польша)(созданная под руководством проф. Грибкова В.А.) имеет энергозапас в 1 МДж), то лет десять назад все чаще стали появляться установки ПФ уровня нескольких килоджоулей и даже десятков джоулей.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.