RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2025 Получить статью →
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов
Поиск →

Выпуски

 / 

2023

 / 

Июль

←  →

Приборы и методы исследований


Взрывоэмиссионные процессы в термоядерных установках с магнитным удержанием плазмы и линейных электрон-позитронных коллайдерах

†  а, б, в, ‡  б
а Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация
б Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
в Институт электрофизики УрО РАН, ул. Амундсена 106, Екатеринбург, 620016, Российская Федерация

Представлены модель взрывной электронной эмиссии на основе аналогии с электрическим взрывом проводников и результаты расчёта микровзрывных процессов на поверхности катода под действием взрывоэмиссионного тока. С использованием полученных результатов проведён анализ взрывоэмиссионных процессов при функционировании униполярных дуг в термоядерных установках с магнитным удержанием плазмы и при инициировании радиочастотного вакуумного пробоя в ускорительных структурах линейных электрон-позитронных коллайдеров. Исследованы структура катодного пятна и эрозионные характеристики дугового разряда на наноструктурированной поверхности вольфрама (W-fuzz), сформированной в результате плазменных нагрузок в термоядерных установках с магнитным удержанием плазмы. Получены оценки параметров инициирования и представлены результаты моделирования предпробойных и микровзрывных процессов при радиочастотном вакуумном пробое.

Текст: pdf (Полный текст предоставляется по подписке)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2022.02.039163
Адреса для корреспонденции: † sabarengolts@mail.ru и ‡ mesyats@sci.lebedev.ru
Ключевые слова: импульсный вакуумный пробой, взрывная электронная эмиссия, униполярные дуги, катодное пятно, автоэлектронная эмиссия, радиочастотный вакуумный пробой
PACS: 52.40.Hf, 52.80.Vp, 79.70.+q (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.02.039163
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/7/d/
001097028100004
2-s2.0-85182877942
2023PhyU...66..704B
Цитата: Баренгольц С А, Месяц Г А "Взрывоэмиссионные процессы в термоядерных установках с магнитным удержанием плазмы и линейных электрон-позитронных коллайдерах" УФН 193 751–769 (2023)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 25 января 2022, 28 февраля 2022

English citation: Barengolts S A, Mesyats G A “Explosive emission processes in thermonuclear facilities with magnetic plasma confinement and in linear electron—positron colliders” Phys. Usp. 66 704–721 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.02.039163

Список литературы (112) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (3) Похожие статьи (10)

  1. Mesyats G A J. Nucl. Mater. 128-129 618 (1984)
  2. Mesyats G A High Power Microwave Generation and Applications: Proc. of the Course and Workshop, Varenna, Italy, 9-17 September, 1991 (Eds D Akulina, E Sindoni, C Wharton) (Bologna, Italy: Publ. for the Società Italiana di Fisica by Editrice Compositori, 1992) p. 345
  3. Месяц Г А "Исследования по генерированию наносекундных импульсов большой мощности" Дисс. ... докт. техн. наук (Томск: Томский политехн. ин-т, 1966)
  4. Бугаев С П и др УФН 115 101 (1975); Bugaev S P et al Sov. Phys. Usp. 18 51 (1975)
  5. Литвинов Е А, Месяц Г А, Проскуровский Д И УФН 139 265 (1983); Litvinov E A, Mesyats G A, Proskurovskii D I Sov. Phys. Usp. 26 138 (1983)
  6. Mesyats G A, Proskurovsky D I Pulsed Electrical Discharge in Vacuum (Berlin: Springer, 1989)
  7. Mesyats G A Pulsed Power (Berlin: Springer Science and Business Media, 2007)
  8. Месяц Г А Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга (М.: Наука, 2000); Пер. на англ. яз., Mesyats G A Cathode Phenomena in a Vacuum Discharge: the Breakdown, the Spark, and the Arc (Moscow: Nauka Publ., 2000)
  9. Карцев Г К и др ДАН СССР 192 309 (1970); Kartsev G K et al Sov. Phys. Dokl. 15 475 (1970)
  10. Mitterauer J et al Proc. VII Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum (Novosibirsk: USSR, 1976) p. 83
  11. Fursey G N IEEE Trans. Electr. Insul. EI-20 (4) 659 (1985)
  12. Anderson G W, Neilson F W Exploding Wires (Eds W G Chace, H K Moore) (New York: Plenum Press, 1962)
  13. Oreshkin V I, Baksht R B IEEE Trans. Plasma Sci. 48 1214 (2020)
  14. Mesyats G A IEEE Trans. Plasma Sci. 23 879 (1995)
  15. Месяц Г А УФН 165 601 (1995); Mesyats G A Phys. Usp. 38 567 (1995)
  16. Mesyats G A IEEE Trans. Plasma Sci. 41 676 (2013)
  17. Shmelev D L, Barengolts S A IEEE Trans. Plasma Sci. 41 1959 (2013)
  18. Barengolts S A, Shmelev D L, Uimanov I V IEEE Trans. Plasma Sci. 43 2236 (2015)
  19. Barengolts S A et al J. Appl. Phys. 129 133301 (2021)
  20. Кесаев И Г Катодные процессы электрической дуги (М.: Наука, 1968)
  21. Баренгольц С А, Месяц Г А, Шмелев Д Л ЖЭТФ 120 1227 (2001); Barengolts S A, Mesyats G A, Shmelev D L J. Exp. Theor. Phys. 93 1065 (2001)
  22. Месяц Г А, Баренгольц С А УФН 172 1113 (2002); Mesyats G A, Barengol'ts S A Phys. Usp. 45 1001 (2002)
  23. Oreshkin V I et al Phys. Plasmas 11 4771 (2004)
  24. Oreshkin V I et al Phys. Plasmas 23 122107 (2016)
  25. Сливков И Н Электроизоляция и разряд в вакууме (М.: Атомиздат, 1972)
  26. Barengolts S A et al Phys. Rev. Accel. Beams 21 061004 (2018)
  27. Barengolts S A et al IEEE Trans. Plasma Sci. 47 3406 (2019)
  28. Ткаченко С И и др Теплофизика высоких температур 39 728 (2001); Tkachenko S I et al High Temp. 39 674 (2001)
  29. Khishchenko K V et al Int. J. Thermophys. 23 1359 (2002)
  30. Лоскутов В В, Лучинский А В, Месяц Г А ДАН СССР 271 1120 (1983); Loskutov V V, Luchinskii A V, Mesyats G A Sov. Phys. Dokl. 28 654 (1983)
  31. Бушман А В и др ДАН СССР 312 1368 (1990); Bushman A V et al Sov. Phys. Dokl. 35 561 (1990)
  32. Shmelev D L, Litvinov E A IEEE Trans. Plasma Sci. 25 533 (1997)
  33. Shmelev D L, Litvinov E A IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 6 441 (1999)
  34. Oreshkin E V et al 7th Intern. Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects, EFRE 2020, September 14-26, 2020, Tomsk, Russia (Tomsk: Publ. House of IAO SB RAS, 2020) p. 408
  35. Орешкин В И, Баренгольц С А, Чайковский С А ЖТФ 77 (5) 108 (2007); Oreshkin V I, Barengolts S A, Chaikovskii S A Tech. Phys. 52 642 (2007)
  36. Robson A E, Thonemann P C Proc. Phys. Soc. 73 508 (1959)
  37. Зыкова Н М, Недоспасов А В, Петров В Г Теплофизика высоких 21 778 (1983); Zykova N M, Nedospasov A V, Petrov V G High Temp. 21 600 (1983)
  38. Tien J K et al J. Nucl. Mater. 76-77 481 (1978)
  39. Schwirzke F, Taylor R J J. Nucl. Mater. 93-94 780 (1980)
  40. Höthker K et al J. Nucl. Mater. 93-94 785 (1980)
  41. Stampa A, Kruger H J. Phys. D 16 2135 (1983)
  42. Schwirzke F R IEEE Trans. Plasma Sci. 19 690 (1991)
  43. Loarte A et al Nucl. Fusion 47 S203 (2007)
  44. Federici G et al Nucl. Fusion 41 1967 (2001)
  45. Roth J et al Plasma Phys. Control. Fusion 50 103001 (2008)
  46. Rohde V et al J. Nucl. Mater. 415 S46 (2011)
  47. Rohde V et al J. Nucl. Mater. 438 S800 (2013)
  48. Rohde V, Balden M, the ASDEX Upgrade Team Nucl. Mater. Energy 9 36 (2016)
  49. Tokitani M et al Nucl. Fusion 51 102001 (2011)
  50. Rudakov D L et al J. Nucl. Mater. 438 S805 (2013)
  51. Rudakov D L et al Phys. Scr. 2016 014055 (2016)
  52. Bykov I et al Phys. Scr. 2017 014034 (2017)
  53. Kajita S et al Nucl. Fusion 53 053013 (2013)
  54. Savrukhin P V, Shestakov E A Phys. Plasmas 26 092505 (2019)
  55. Dhard C P et al Phys. Scr. 2020 (T171) 014033 (2020)
  56. Баренгольц С А, Месяц Г А, Цвентух М М ЖЭТФ 134 1213 (2008); Barengolts S A, Mesyats G A, Tsventukh M M J. Exp. Theor. Phys. 107 1039 (2008)
  57. Federici G, Loarte A, Strohmayer G Plasma Phys. Control. Fusion 45 1523 (2003)
  58. Doyle E J et al Nucl. Fusion 47 S18 (2007)
  59. Takamura S et al Plasma Fusion Res. 1 051 (2006)
  60. Baldwin M J, Doerner R P Nucl. Fusion 48 035001 (2008)
  61. Kajita S et al Nucl. Fusion 49 095005 (2009)
  62. Pitts R A et al J. Nucl. Mater. 438 S48 (2013)
  63. De Temmerman G, Hirai T, Pitts R A Plasma Phys. Control. Fusion 60 044018 (2018)
  64. Kajita S, Takamura S, Ohno N Nucl. Fusion 49 032002 (2009)
  65. Kajita S et al Phys. Lett. A 373 4273 (2009)
  66. Kajita S et al Plasma Phys. Control. Fusion 54 035009 (2012)
  67. Hwangbo D et al IEEE Trans. Plasma Sci. 47 3617 (2019)
  68. Hwangbo D et al Contrib. Plasma Phys. 58 608 (2018)
  69. Hwangbo D et al Nucl. Mater. Energy 12 386 (2017)
  70. Hwangbo D et al Results Phys. 4 33 (2014)
  71. Kajita S et al J. Appl. Phys. 116 233302 (2014)
  72. Barengolts S A et al IEEE Trans. Plasma Sci. 46 4044 (2018)
  73. Aussems D U B et al J. Appl. Phys. 116 063301 (2014)
  74. Hwangbo D et al Jpn. J. Appl. Phys. 52 11NC02 (2013)
  75. Hwangbo D et al Plasma Sources Sci. Technol. 29 125015 (2020)
  76. Barengolts S A et al Nucl. Fusion 60 044001 (2020)
  77. Hwangbo D et al IEEE Trans. Plasma Sci. 45 2080 (2017)
  78. Barengolts S A, Mesyats G A, Tsventoukh M M IEEE Trans. Plasma Sci. 39 1900 (2011)
  79. Nishijima D et al J. Nucl. Mater. 415 S96 (2011)
  80. Kajita S et al Results Phys. 6 877 (2016)
  81. Barengolts S A, Mesyats G A, Tsventoukh M M Nucl. Fusion 50 125004 (2010)
  82. Зиновьев В Е Теплофизические свойства металлов при высоких температурах (М.: Металлургия, 1989), Справочник
  83. Kimblin C W J. Appl. Phys. 44 3074 (1973)
  84. Anders A et al IEEE Trans. Plasma Sci. 33 1532 (2005)
  85. Зельдович Я Б, Райзер Ю П Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений (М.: Наука, 1966); Пер. на англ. яз., Zeldovich Y B, Rayzer Y P Physics of Shock Waves and High-Temperature Hydrodynamic Phenomena (New York: Academic Press, 1966, 1967)
  86. Anders A Phys. Rev. E 55 969 (1997)
  87. Anders A et al Plasma Sources Sci. Technol. 12 63 (1992)
  88. Онуфриев С В Теплофизика высоких температур 49 213 (2011); Onufriev S V High Temp. 49 205 (2011)
  89. Smirnov R D et al Phys. Plasmas 22 012506 (2015)
  90. De Temmerman G, Doerner R P, Pitts R A Nucl. Mater. Energy 19 255 (2019)
  91. Agee F J IEEE Trans. Plasma Sci. 26 235 (1998)
  92. Guignard G (Ed.) CERN 2000-008 (Geneva: CERN, 2000)
  93. Aicheler M et al (Eds) CLIC Conceptual Design Report CERN 2012-007 (Geneva: CERN, 2012)
  94. Wuensch W CERN-OPEN-2014-028, CLIC-Note-1025 (Geneva: CERN, 2013)
  95. Wu X et al Phys. Rev. Accel. Beams 20 052001 (2017)
  96. Wuensch W et al Phys. Rev. Accel. Beams 20 011007 (2017)
  97. Degiovanni A, Wuensch W, Giner Navarro J Phys. Rev. Accel. Beams 19 032001 (2016)
  98. Grudiev A, Calatroni S, Wuensch W Phys. Rev. ST Accel. Beams 12 102001 (2009)
  99. Descoeudres A et al Phys. Rev. ST Accel. Beams 12 092001 (2009)
  100. Barbour J P et al Phys. Rev. 92 45 (1953)
  101. Barengolts S A, Kreindel M Y, Litvinov E A IEEE Trans. Plasma Sci. 26 252 (1998)
  102. Sokolovski D, Baskin L M Phys. Rev. A 36 4604 (1987)
  103. Wang J W, Loew G A Frontiers of Accelerator Technology. Proc. of the Joint US-CERN-Japan Intern. School, Hayama/Tsukuba, Japan, 9-18 September 1996 (Eds S I Kurokawa, M Month, S Turner) (Singapore: World Scientific, 1999) p. 768
  104. Barengolts S A, Uimanov I V, Shmelev D L IEEE Trans. Plasma Sci. 47 3400 (2019)
  105. Uimanov I V, Shmelev D L, Barengolts S A J. Phys. D 54 065205 (2020)
  106. Miller S С (Jr.), Good R H (Jr.) Phys. Rev. 91 174 (1953)
  107. Murphy E L, Good R H (Jr.) Phys. Rev. 102 1464 (1956)
  108. Анисимов С И, Имас Я А, Романов Г С, Ходыко Ю В Действие излучения большой мощности на металлы (Под ред. А М Бонч-Бруевича, М А Ельяшевича) (М.: Наука, 1970)
  109. Nordlund K, Djurabekova F Phys. Rev. ST Accel. Beams 15 071002 (2012)
  110. Pritzkau D P, Siemann R H Phys. Rev. ST Accel. Beams 5 112002 (2002)
  111. Simakov E I, Dolgashev V A, Tantawi S G Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 907 221 (2018)
  112. Barengolts S A et al IEEE Trans. Plasma Sci. 49 2470 (2021)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение