RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Май

←  →

Обзоры актуальных проблем


Контроль радиального электрического поля в цилиндрическом плазменном столбе с аксиальным магнитным полем

† , ‡ , § , * , # 
Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация

В обзоре рассматривается современное состояние исследований, посвящённых проблеме создания и управления радиальным электрическим полем в замагниченной плазме в цилиндрической геометрии. Подобные системы широко распространены во многих приложениях физики плазмы, начиная от задач термоядерного синтеза и плазменной сепарации веществ и заканчивая созданием плазменных двигателей. Анализируются преимущественно экспериментальные работы, акцент делается на параметрах установок и условиях проводимых экспериментов, позволяющих генерировать контролируемое распределение электрического потенциала. Рассмотренные данные различных научных групп сведены в таблицы, позволяющие прогнозировать ожидаемую величину воспроизводимого потенциала в конкретных экспериментальных условиях.

Текст pdf (1,6 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2023.12.039622
Ключевые слова: электрическое смещение электродов, контроль электрического потенциала, перпендикулярное электрическое поле, электрическое поле в плазме, замагниченная плазма, плазменная масс-сепарация, открытые ловушки, разряд Пеннинга
PACS: 52.25.Xz, 52.55.−s, 52.80.Sm (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.12.039622
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/5/b/
001318665600002
2-s2.0-85197647272
2024PhyU...67..464L
Цитата: Лизякин Г Д, Гавриков А В, Кузьмичёв С Д, Смирнов В П, Усманов Р А "Контроль радиального электрического поля в цилиндрическом плазменном столбе с аксиальным магнитным полем" УФН 194 495–519 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 23 мая 2023, доработана: 5 декабря 2023, 19 декабря 2023

English citation: Liziakin G D, Gavrikov A V, Kuzmichev S D, Smirnov V P, Usmanov R A “Generation of a radial electric field in a cylindrical plasma column with an axial magnetic field” Phys. Usp. 67 464–486 (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2023.12.039622

Список литературы (152) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Долголенко Д А, Муромкин Ю А УФН 187 1071 (2017); Dolgolenko D A, Muromkin Yu A Phys. Usp. 60 994 (2017)
  2. Zweben S J, Gueroult R, Fisch N J Phys. Plasmas 25 090901 (2018)
  3. Paperny V L et al Plasma Sources Sci. Technol. 24 015009 (2015)
  4. Bardakov V M, Ivanov S D, Strokin N A Phys. Plasmas 21 033505 (2014)
  5. Жильцов В А и др Атомная энергия 101 (4) 302 (2006); Zhil'tsov V A et al Atom. Energy 101 755 (2006)
  6. Liziakin G et al Plasma Phys. Control. Fusion 63 032002 (2021)
  7. Тимофеев А В УФН 184 1101 (2014); Timofeev A V Phys. Usp. 57 990 (2014)
  8. Yuferov V B et al Problems Atom. Sci. Technol. 107 (1) 223 (2017)
  9. Gueroult R, Fisch N J Plasma Sources Sci. Technol. 23 035002 (2014)
  10. Gueroult R, Rax J-M, Fisch N J J. Cleaner Product. 182 1060 (2018)
  11. Долголенко Д А, Муромкин Ю А УФН 179 369 (2009); Dolgolenko D A, Muromkin Yu A Phys. Usp. 52 345 (2009)
  12. Borisevich V D, Potanin E P, Whichello J Phys. Plasmas 25 113503 (2018)
  13. Долголенко Д А, Муромкин Ю А, Пашковский В Г Приборы и (6) 60 (2019); Dolgolenko D A, Muromkin Yu<?tlsb> A, Pashkovsky V G Instrum. Exp. Tech. 62 798 (2019)
  14. Freeman R et al AIP Conf. Proc. 694 403 (2003)
  15. Gueroult R et al Phys. Plasmas 26 043511 (2019)
  16. Ohkawa T, Miller R L Phys. Plasmas 9 5116 (2002)
  17. Смирнов В П и др Физика плазмы 39 523 (2013); Smirnov V P Plasma Phys. Rep. 39 456 (2013)
  18. Lieberman M A, Lichtenberg A J MRS Bull. 30 899 (1994)
  19. Райзер Ю П Физика газового разряда (Долгопрудный: Интеллект, 2009); Пер. на англ. яз., Raizer Yu P Gas Discharge Physics (Berlin: Springer, 1997)
  20. Baalrud S D et al Plasma Sources Sci. Technol. 29 053001 (2020)
  21. Морозов А И Введение в плазмодинамику (М.: Физматлит, 2008); Пер. на англ. яз., Morozov A I Introduction to Plasma Dynamics (Boca Raton, FL: CRC Press, 2012)
  22. Abolmasov S N Plasma Sources Sci. Technol. 21 035006 (2012)
  23. Hooper E B (Jr.), in Advances in Electronics and Electron Physics Vol. 27 (Eds L Marton, C Marton) (Amsterdam: Elsevier, 1970) p. 295
  24. Villafana W et al Plasma Sources Sci. Technol. 30 075002 (2021)
  25. Kaganovich I D et al Phys. Plasmas 27 120601 (2020)
  26. Garbet X et al Nucl. Fusion 50 043002 (2010)
  27. Winske D et al, in Space Plasma Simulation (Lecture Notes in Physics) Vol. 615 (Eds J Büchner, C Dum, M Scholer) (Berlin: Springer, 2003) p. 136
  28. Taccogna F et al Phys. Plasmas 12 053502 (2005)
  29. Taccogna F et al AIP Conf. Proc. 1501 1390 (2012)
  30. Charoy T et al Plasma Sources Sci. Technol. 28 105010 (2019)
  31. Boeuf J-P, Chaudhury B Phys. Rev. Lett. 111 155005 (2013)
  32. Boeuf J-P J. Appl. Phys. 121 011101 (2017)
  33. Jorns B A et al Phys. Plasmas 27 022311 (2020)
  34. Carlsson J et al Phys. Plasmas 25 061201 (2018)
  35. Smolyakov A I et al Plasma Phys. Control. Fusion 59 014041 (2017)
  36. Liziakin G, Gavrikov A, Smirnov V Plasma Sources Sci. Technol. 29 015008 (2020)
  37. Liziakin G et al J. Plasma Phys. 87 905870414 (2021)
  38. Burrell K H Phys. Plasmas 4 1499 (1997)
  39. Itoh K, Itoh S-I Plasma Phys. Control. Fusion 38 1 (1996)
  40. Chandrasekhar S Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability (New York: Dover Publ., 2013)
  41. Lehnert B Nucl. Fusion 11 485 (1971)
  42. Klopfer A Vakuum-Tech. 10 113 (1961)
  43. Schuurman W Physica 36 136 (1967)
  44. Габович М Д, Бартновский О А, Федорус З П ЖТФ 30 345 (1960); Gabovich M D, Bartnovskii O A, Fedorus Z P Sov. Phys. Tech. Phys. 5 320 (1960)
  45. Liziakin G D et al Phys. Plasmas 23 123502 (2016)
  46. Rohwer P et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 211 543 (1983)
  47. Смирницкая Г В, Ти Н Х ЖТФ 39 1044 (1969); Smirnitskaya G V, Ti N Kh Sov. Phys. Tech. Phys. 14 783 (1969)
  48. Kim J Y et al AIP Adv. 11 085113 (2021)
  49. Baumann H, Bethge K Nucl. Instrum. Meth. 122 517 (1974)
  50. Rohwer P et al Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 204 245 (1982)
  51. Abdrashitov G F et al Nucl. Fusion 31 1275 (1991)
  52. Bekhtenev A A et al Nucl. Fusion 20 579 (1980)
  53. Бехтенев А А, Волосов В И ЖТФ 48 1657 (1978); Bekhtenev A A, Volosov V I Sov. Phys. Tech. Phys. 23 938 (1978)
  54. Бочаров В Н и др Физика плазмы 4 488 (1978); Bocharov V N Sov. J. Plasma Phys. 4 271 (1978)
  55. Константинов С Г и др ЖТФ 41 2527 (1971); Konstantinov S G Sov. Phys. Tech. Phys. 16 2006 (1972)
  56. Bagryansky P A, Beklemishev A D, Soldatkina E I Fusion Sci. Technol. 51 340 (2007)
  57. Hershkowitz N et al Plasma Phys. Control. Nucl. Fusion Res. 2 265 (1984)
  58. Mase A et al Nucl. Fusion 31 1725 (1991)
  59. Zhang Q et al Fusion Sci. Technol. 68 50 (2015)
  60. Волосов В И Физика плазмы 35 782 (2009); Volosov V I Plasma Phys. Rep. 35 719 (2009)
  61. Rosenbluth M N, Simon A Phys. Fluids 8 1300 (1965)
  62. Bogdanov G F et al Nucl. Fusion Suppl. 1 215 (1962)
  63. Kunkel W B, Guillory J U, in Phenomena in Ionized Gases. Proc. of the Seventh Intern. Conf., August 22-27, 1965, Beograd, Yugoslavia Vol. 2 (Eds B Perović, D Tošić) (Beograd: Gradevinska Knjiga Publ. House, 1966) p. 702
  64. Lehnert B Phys. Scr. 7 102 (1973)
  65. Prater R Phys. Fluids 17 193 (1974)
  66. Timofeev A V Nucl. Fusion 6 93 (1966)
  67. Бехтенев А А, Вандегрифт Г Г, Волосов В И Физика плазмы 14 292 (1988); Bekhtenev A A, Vandegrift G G, Volosov V I Sov. J. Plasma Phys. 14 168 (1988)
  68. Бехтенев А А, Волосов В И ЖТФ 47 1450 (1977); Bekhtenev A A, Volosov V I Sov. Phys. Tech. Phys. 22 834 (1977)
  69. Spies G O Phys. Fluids 21 580 (1978)
  70. Тимофеев А В Резонансные явления в колебаниях плазмы (М.: Физматлит, 2009); Timofeev A Resonance Phenomena in Plasma Oscillation (Plasma Physics) (London: Taylor and Francis, 2010)
  71. Абдрашитов Г Ф и др Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез (1) 54 (1988)
  72. Волосов В И и др Прикладная физика (4) 22 (2000)
  73. Константинов С Г, Цельник Ф А ЖТФ 41 493 (1971); Konstantinov S G, Tsel'nik F A Sov. Phys. Tech. Phys. 16 382 (1971)
  74. Abdrashitov G F et al, in 8th Intern. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Brussels, 1-10 July 1980 (Brussels: IAEA, 1980) p. 539
  75. Motley R W Q Machines (New York: Academic Press, 2012)
  76. Rynn N, D'Angelo N Rev. Sci. Instrum. 31 1326 (1960)
  77. D'Angelo N, Motley R W Phys. Fluids 6 422 (1963)
  78. Jassby D L, Perkins F W Phys. Rev. Lett. 24 256 (1970)
  79. Kent G I, Jen N C, Chen F F Phys. Fluids 12 2140 (1969)
  80. Enriques L, Levine A M , Righetti G B Plasma Phys. 10 641 (1968)
  81. Jassby D L Phys. Fluids 15 1590 (1972)
  82. Ganguli G, Lee Y C, Palmadesso P Phys. Fluids 28 761 (1985)
  83. Koepke M E, Amatucci W E IEEE Trans. Plasma Sci. 20 631 (1992)
  84. Schrittwieser R Phys. Fluids 26 2250 (1983)
  85. Carroll J J (III) et al Rev. Sci. Instrum. 65 2991 (1994)
  86. Koepke M E et al Phys. Rev. Lett. 72 3355 (1994)
  87. Bowles J H et al Rev. Sci. Instrum. 67 455 (1996)
  88. Amatucci W E et al Phys. Rev. Lett. 77 1978 (1996)
  89. Lynn A G et al Rev. Sci. Instrum. 80 103501 (2009)
  90. Gilmore M et al J. Plasma Phys. 81 345810104 (2015)
  91. Desjardins T R, Gilmore M Phys. Plasmas 23 055710 (2016)
  92. Desjardins T R, Gilmore M Phys. Plasmas 25 062117 (2018)
  93. Gilmore M et al, in Proc. of the 36th EPS Conf. on Plasma Physics 2009, Sofia, Bulgaria, 29 June - 3 July 2009 (Europhysics Conf. Abstracts) Vol. 33E (Eds M Mateev, E Benova) (Mulhouse: EPS, 2009) p. 85
  94. Gilmore M et al, in Proc. of the 38th EPS Conf. on Plasma Physics 2009, Strasbourg, France, 27 June - 1 July 2011 (Europhysics Conf. Abstracts) Vol. 35G (Eds A Becoulet et al) (Mulhouse: EPS, 2012) p. 660
  95. Murzaev Ya et al Plasma Sci. Technol. 21 045401 (2019)
  96. Leneman D, Gekelman W, Maggs J Rev. Sci. Instrum. 77 015108 (2006)
  97. Carter T A, Maggs J E Phys. Plasmas 16 012304 (2009)
  98. Maggs J E, Carter T A , Taylor R J Phys. Plasmas 14 052507 (2007)
  99. Schaffner D A et al Phys. Rev. Lett. 109 135002 (2012)
  100. Jin S et al Phys. Plasmas 26 022105 (2019)
  101. Désangles V et al J. Plasma Phys. 87 905870308 (2021)
  102. Pagaud F et al, in Proc. of the 48th EPS Conf. on Plasma Physics, EPS 2022, 27 June - 1 July 2022, Online (Europhysics Conf. Abstracts) Vol. 46A (Eds T Klinger et al) (Mulhouse: EPS, 2022) p. 985
  103. Groebner R J, Burrell K H, Seraydarian R P Phys. Rev. Lett. 64 3015 (1990)
  104. Ida K et al (JFT-2M Group) Phys. Rev. Lett. 65 1364 (1990)
  105. Ritz Ch P et al Phys. Rev. Lett. 65 2543 (1990)
  106. Taylor R J et al Phys. Rev. Lett. 63 2365 (1989)
  107. Berkowitz J, Grad H, Rubin H, in Proc. of the 2nd United Nations Intern. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy, Geneva, Switzerland, 1-13 September 1958 Vol. 31 (Geneva: United Nations, 1958) p. 177
  108. Fornaca S, Kiwamoto Y, Rynn N Phys. Rev. Lett. 42 772 (1979)
  109. Димов Г И УФН 175 1185 (2005); Dimov G I Phys. Usp. 48 1129 (2005)
  110. Post R F et al Fusion Sci. Technol. 47 49 (2005)
  111. Димов Г И, Закайдаков В В, Кишиневский М Е Физика плазмы 2 597 (1976); Dimov G I, Zakaidakov V V, Kishinevskii M E Sov. J. Plasma Phys. 2 326 (1976)
  112. Fowler T K, Logan B G Comments Plasma. Phys. Control. Fusion 2 167 (1977)
  113. Severn G D et al Phys. Fluids B 3 114 (1991)
  114. Severn G D, Hershkowitz N Phys. Fluids B 4 3210 (1992)
  115. Enriques L, Garosi F, Neri A, in Proc. of the Conf. on Physics of Quiescent Plasmas, Frascati, 10-13 January 1967 Vol. 10 (1967) p. 627
  116. Schrittwieser R et at. Plasma Phys. Control. Fusion 26 1591 (1984)
  117. Rynn N Rev. Sci. Instrum. 35 40 (1964)
  118. Ishii K et al Nucl. Fusion 30 1051 (1990)
  119. Mase A et al Phys. Rev. Lett. 64 2281 (1990)
  120. Bagryansky P A et al Fusion Sci. Technol. 43 152 (2003)
  121. Beklemishev A D et al Fusion Sci. Technol. 57 351 (2010)
  122. Bagryansky P A et al Phys. Rev. Lett. 114 205001 (2015)
  123. Bagryansky P A et al Nucl. Fusion 55 053009 (2015)
  124. Yakovlev D V et al Nucl. Fusion 58 094001 (2018)
  125. Endrizzi D et al J. Plasma Phys. 89 975890501 (2023)
  126. Сковородин Д И и др Физика плазмы 49 831 (2023); Skovorodin D I et al Plasma Phys. Rep. 49 1039 (2023)
  127. Soldatkina E I et al Nucl. Fusion 60 086009 (2020)
  128. Иванов А А, Приходько В В УФН 187 547 (2017); Ivanov A A, Prikhodko V V Phys. Usp. 60 509 (2017)
  129. Ахметов Т Д и др Физика плазмы 23 988 (1997); Akhmetov T D Plasma Phys. Rep. 23 911 (1997)
  130. Кабанцев А А, Таскаев С Ю Физика плазмы 16 700 (1990); Kabantsev A A, Taskaev S Yu Sov. J. Plasma Phys. 16 406 (1990)
  131. Tuszewski M et al (The TAE Team) Phys. Rev. Lett. 108 255008 (2012)
  132. Tuszewski M Nucl. Fusion 28 2033 (1988)
  133. Gota H et al Nucl. Fusion 61 106039 (2021)
  134. Инжеваткина А А и др Физика плазмы 47 706 (2021); Inzhevatkina A A et al Plasma Phys. Rep. 47 794 (2021)
  135. Postupaev V V et al Nucl. Fusion 62 086003 (2022)
  136. Cho T et al Phys. Rev. Lett. 94 085002 (2005)
  137. Солдаткина Е И, Багрянский П А, Соломахин А Л Физика плазмы 34 291 (2008); Soldatkina E I, Bagryansky P A, Solomakhin A L Plasma Phys. Rep. 34 259 (2008)
  138. Tsushima A et al Phys. Rev. Lett. 56 1815 (1986)
  139. Tsushima A, Sato N J. Phys. Soc. Jpn. 60 2665 (1991)
  140. Yoshinuma M et al Phys. Lett. A 255 301 (1999)
  141. Ойлер А П и др ЖТФ 92 1529 (2022); Oiler A P et al Tech. Phys. 67 1327 (2022)
  142. Grossman M W, Shepp T A IEEE Trans. Plasma Sci. 19 1114 (1991)
  143. Cluggish B P et al Phys. Plasmas 12 057101 (2005)
  144. Cluggish B P 47th Annual APS Division of Plasma Physics Meeting Abstracts, October 24-28, 2005 Vol. 47 (College Park, MD: American Physical Society, 2005) p. KP1-075
  145. Gilleland J et al Waste Management Conf., Tucson, 2005
  146. Shinohara S, Horii S Jpn. J. Appl. Phys. 46 4276 (2007)
  147. Gueroult R et al Plasma Sources Sci. Technol. 25 035024 (2016)
  148. Liziakin G et al AIP Adv. 7 125108 (2017)
  149. Лизякин Г Д и др Физика плазмы 49 278 (2023); Liziakin G D Plasma Phys. Rep. 48 1251 (2022)
  150. Antonov N et al Phys. Plasmas 25 123506 (2018)
  151. Liziakin G et al J. Phys. D 54 414005 (2021)
  152. Ahlfeld C et al 21st IEEE/NPS Symp. on Fusion Engineering SOFE 05, 26-29 September 2005, Knoxville, TN, USA (Piscataway, NJ: IEEE, 2005)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение