WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Гнц рф институт теоретической и экспериментальной физики им. а.и. алиханова, г. москва. научные руководители: доктор физико-математических наук, член-корреспондент ран, профессор б.ю шарков

Государственный научный центр РФ

Институт Теоретической и Экспериментальной Физики

им. А.И. Алиханова

На правах рукописи

Казаков Евгений Давидович

Применение методов рентгеновской

и ВУФ спектроскопии для диагностики

импульсных плазменных источников

специальности: 01.04.01 – приборы и методы экспериментальной физики, 01.04.05 – оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва, 2008 УДК 533.9

Работа выполнена в ГНЦ РФ Институт теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова, г. Москва.

Научные руководители: доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, профессор Б.Ю Шарков (ИТЭФ, г. Москва) кандидат физико-математических наук А.П. Шевелько (ФИ РАН, г. Москва) Официальные доктор физико-математических наук, оппоненты: профессор И.К. Красюк (ИОФ РАН, г. Москва) кандидат физико-математических наук, И.А. Артюков (ФИ РАН, г. Москва)

Ведущая организация: Институт cпектроскопии РАН (г. Троицк)

Защита состоится «28» октября 2008 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.130.05 в ГНЦ РФ ИТЭФ, расположенного по адресу: г. Москва, ул. Б. Череушкинская д.25, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ ИТЭФ.

Автореферат разослан «» 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физ.-мат. наук В.В. Васильев

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования В данной работе исследовалась плазма с характерными временами жизни ~ 1-100 нс. Изучение таких плазменных источников имеет огромное значение для решения задач управляемого термоядерного синтеза. Они представляют значительный интерес как для фундаментальных исследований, так и практических приложений: рентгеновская проекционная и контактная литография, микроскопия и др.

Одним из наиболее эффективных методов исследования плазмы является рентгеновская и вакуумно-ультрафиолетовая (ВУФ) спектроскопия многозарядных ионов. Методы рентгеновской и ВУФ спектроскопии плазмы, разрабатывавшиеся на протяжении более 40 лет (см., например, [1-4]), с появлением новых фундаментальных и практических задач активно развиваются и сейчас.

В представленной работе решаются новые задачи по разработке нового метода ВУФ спектроскопии для диагностики плазмы, возникающей на конечном участке магнитоизолированных вакуумных транспортирующих линий мощных импульсных генераторов тока, и по созданию компактных светосильных приборов для регистрации спектров в области вакуумного ультрафиолета с использованием многослойных структур (многослойные структуры были изготовлены в ИФМ РАН, Нижний Новгород) в качестве диспергирующих элементов.

Применение предложенного в данной работе нового метода ВУФ спектроскопии позволяет исследовать такие сложные объекты, как плазма, возникающая в конечном анод-катодном (А-К) промежутке магнитоизолированных вакуумных транспортирующих линий (МВТЛ) сильноточных импульсных генераторов тока. Для оптимизации устройства мощных импульсных генераторов тока необходимо знать параметры плазмы, возникающей при коротком замыкании в А-К зазоре МВЛТ. Короткое замыкание, возникающее при протекании по транспортирующей линии токов мегаамперного диапазона, препятствует эффективной передаче энергии к основной нагрузке [5]. Интенсивное излучение и осколки, разлетающиеся из плазмы основной нагрузки, значительно затрудняют исследование А-К промежутка и происходящих в нём процессов. По этим причинам любая информация о коротком замыкании в А-К промежутке представляет значительный интерес.

В настоящее время разработана технология изготовления высокоэффективных короткопериодичных рентгеновских зеркал на основе многослойных интерференционных структур (далее - МС) (ИФМ РАН, Нижний Новгород) [6]. Использование подобных МС особенно перспективно в фокусирующих спектрометрах длинноволнового диапазона, где отсутствуют естественные кристаллы, например, в “водяном окне” (диапазон длин волн между К-краями поглощения кислорода и углерода ( = 2.3 – 4.4 нм). При использовании более сложных отражающих поверхностей (сферических, тороидальных, параболических) можно будет получать не только высокое спектральное, но и пространственное, разрешение. Найдена возможность использовать фокусирующие кристаллические схемы спектрографов в спектральном диапазоне, где ранее применялись приборы на основе дифракционных решеток. Это имеет существенное значение при исследовании плазменных источников с малым выходом рентгеновского излучения, в том числе фемтосекундной лазерной плазмы.

Цель диссертационной работы Целью диссертационной работы является разработка и применение новых методов рентгеновской и ВУФ спектроскопии для диагностики импульсных плазменных источников. В данной работе исследовались:

1) плазма, возникающая в анод-катодном промежутке магнитоизолированных вакуумных транспортирующих линий (МВТЛ);

2) многопроволочные Z-пинчи;

3)наносекундная лазерная плазма.

Научная новизна Разработан спектральный метод ВУФ диагностики плазмы Fe позволяющий измерять электронную температуру в диапазоне Te =100-300 эВ [7].

Измерена электронная температура плазмы Te  = (190 ( 60) эВ, создаваемой на заключительном участке транспортирующей линии мощного генератора тока Z-Machine в Национальной Лаборатории Сандиа [7].

Разработан фокусирующий спектрометр с многослойной структурой W/B в качестве диспергирующего элемента, что позволило зарегистрировать спектры [H]- и [He]- подобных ионов Mg (? = 0.8 ? 1 нм) в отдельных выстрелах с интенсивностью лазерного излучения ~ 10 мДж [8].

Применение многослойной структуры Cr/Sc в качестве диспергирующего элемента позволило использовать фокусирующий рентгеновский спектрометр в области «водяного окна» (? = 24 – 43 ?). [9].

Практическая значимость Разработанный метод определения электронной температуры по ВУФ спектрам железа позволяет получить важную информацию о плазме, возникающей в А-К зазоре МВТЛ. Кроме того, данный метод может применяться для определения электронной температуры плазмы других тяжелых элементов, например, для диагностики плазмы многопроволочных вольфрамовых Z-пинчей.

Применение новых фокусирующих спектрометров с многослойными периодическими структурами в качестве диспергирующих элементов позволит измерять температуру электронов в диапазоне Те ~50-100 эВ, реализуемом в плазменных установках для проекционной ВУФ литографии [10] и микроскопии [11].

Положения, выносимые на защиту 1. Новый метод ВУФ диагностики Fe плазмы, позволяющий измерять электронную температуру в диапазоне T  = 100 - 300 эВ.

2. Экспериментальные результаты измерения температуры на заключительном участке вакуумной транспортирующей линии установки ZMachine.

3. Применение многослойных зеркал с заранее заданным межплоскостным расстоянием в качестве диспергирующего элемента в светосильном рентгеновском спектрометре для рентгеновской диагностики лазерной плазмы.

4. Экспериментальные результаты по регистрации спектров лазерной плазмы в области «водяного окна» (? = 24 – 43 ?) с помощью светосильного фокусирующего кристаллического спектрометра c многослойной структурой в качестве диспергирующего элемента. Высокая светосила спектрометра позволяет регистрировать спектры при очень низкой энергии лазерного импульса 1-10 мДж.

Апробация работы Результаты диссертационной работы прошли апробацию на 5 российских и международных конференциях:

X Ежегодный Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 2006 г.

XI Ежегодный Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 2007 г., XII Ежегодный Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника», Нижний Новгород, 2008 г., XXXV Международная Конференция по Физике Плазмы и Управляемому Термоядерному Синтезу, Звенигород, 2008 г.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 105 наименований. Работа изложена на 119 страницах и содержит рисунков.

Содержание работы Во введении проведена постановка задачи диссертационной работы, обоснована её актуальность и дано описание её структуры.

В первой главе приводится краткий обзор по истории развития мощных импульсных генераторов тока. Описывается техника использования многопроволочных Z-пинчей в качестве обострителей мощности для решения задач управляемого термоядерного синтеза (см., например, [12]).

Обосновавается важность исследования плазмы возникающей в анод-катодном (А-К) зазоре магнитоизолированных вакуумных транспортирующих линий мощных импульсных генераторов тока.

Вторая глава посвящена определению электронной температуры плазмы, возникающей в анод-катодном промежутке сильноточного импульсного генератора “Z-Machine” (Национальная лаборатория Сандиа, США), методами ВУФ спектроскопии. Новый метод заключался в сравнении спектров плазмы, возникающей в А-К зазоре, со спектрами хорошо диагностируемой лазерной плазмы.

Работа включала следующие этапы:

Разработка спектрального метода ВУФ диагностики плазмы, позволяющего определять электронную температуру в диапазоне Te =100-300 эВ.

Разработка оборудования для регистрации спектров в А-К зазоре МВТЛ на установке “Z-Machine”. К оборудованию предъявлялись жесткие и специфические требования. Приборы должны быть компактными, простыми в юстировке и устойчивыми к повреждению при взрыве основной нагрузки.

Проведение экспериментов на установке “Z-Machine”.

Проведение экспериментов с хорошо диагностируемой лазерной плазмой.

Теоретическое моделирование спектров плазмы железа при различных электронных температурах.

Для разработки метода определения Te было использовано важное свойство лазерной плазмы: при умеренных лазерных потоках наносекундных импульсов на мишени (q~1011?10 14 Вт/см2) электронная температура горячего ядра плазмы зависит только от лазерного потока q и не зависит от атомного номера



Похожие работы:

«Журавлёв Александр Сергеевич Методы моделирования процессов миграции, аккумуляции и перераспределения углеводородов в естественных геологических неоднородных коллекторах 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Тюмень – 2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Тюменский государственный университет. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор...»

«Багаев Андрей Владимирович ГРУППЫ АВТОМОРФИЗМОВ НЕКОТОРЫХ КЛАССОВ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ СТРУКТУР НА ОРБИОБРАЗИЯХ 01.01.04 – геометрия и топология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Нижний Новгород 2006 Работа выполнена на кафедре геометрии и высшей алгебры механико-математического факультета Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского. Научный руководитель кандидат физико-математических наук, доцент...»

«КАРУЛИНА Елена Анатольевна ИНФРАЗВУКОВАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НЕПОЛЯРНЫХ И ПОЛЯРНЫХ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Санкт-Петербург 2000 Работа выполнена на кафедре общей и экспериментальной физики Российского государственного педагогического университета им. А.И.Герцена (Санкт-Петербург) Научный руководитель : доктор...»

«Колданов Петр Александрович ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИТОГОВ ПРИЕМА В ФИЛИАЛЫ ВУЗА Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Петрозаводск 2009 Работа выполнена в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор Тихов Михаил Семенович...»

«. Головко Валентина Александровна Вариационные структуры Пуассона–Нийенхейса и интегрируемые гамильтоновы системы Специальность 01.01.03 математическая физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2011 1 Работа выполнена на кафедре математики физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова. Научный руководитель :...»

«Ромашка Михаил Юрьевич ПРИНЦИП МАХА В РЕЛЯЦИОННОМ ПОДХОДЕ И В МОДИФИЦИРОВАННЫХ ТЕОРИЯХ ГРАВИТАЦИИ Специальность 01.04.02 – теоретическая физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук МОСКВА – 2013 Работа выполнена на кафедре теоретической физики физического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Научный руководитель : Владимиров Юрий Сергеевич, доктор физико-математических наук, профессор...»

«Грачева Ирина Николаевна Электронная структура примесных центров ванадия, хрома и фотовозбужденных комплексов в перспективных оптических материалах 01.04.05 – оптика 01.04.07 – физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Казань – 2011 Работа выполнена на кафедре оптики и нанофотоники и в лаборатории магнитной радиоспектроскопии и квантовой электроники Института физики ФГАОУВПО Казанский...»

«Козлов Андрей Николаевич МГД-модели физических процессов в плазменных ускорителях 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Москва, 2013 Работа выполнена в Институте прикладной математики им. М.В. Келдыша Российской академии наук Официальные оппоненты : Ильгисонис Виктор Игоревич доктор физико-математических наук, профессор, Главный учёный секретарь НИЦ “Курчатовский институт” Гасилов...»

«Щекин Алексей Андреевич Исследование углеродных наноструктур комбинированным методом атомно-силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния Специальность 01.04.01 - Приборы и методы экспериментальной физики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Зеленоград, Москва 2011 Работа выполнена в ЗАО Нанотехнология-МДТ, Зеленоград, Москва Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Быков Виктор Александрович...»

«Ефремова Лариса Ивановна РЕГИОНАЛИЗАЦИЯ И ГЛОБАЛИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА СНГ: СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКИЙ АНАЛИЗ Специальность 09.00.11 – социальная философия Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Москва – 2010 Работа выполнена на кафедре социальной философии факультета гуманитарных и социальных наук Российского университета дружбы народов. Научный руководитель : доктор философских наук, профессор Гречко Петр Кондратьевич...»

«ИВАНОВА Марина Викторовна ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ С ДЕТОНАЦИОННЫМИ НАНОАЛМАЗНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ И КОМПОЗИТАМИ НА ОСНОВЕ ПОЛИАНИЛИНА 03.02.02 – вирусология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Москва–2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении Научно-исследовательский институт вирусологии имени Д.И. Ивановского Министерства здравоохранения Российской Федерации Научный руководитель : доктор медицинских наук...»

«НГУЕН СУАН НГИА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ НАДМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР В БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЯХ НА НИЗКИХ И ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТАХ Специальность — 01.04.04. Физическая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Санкт-Петербург — 2011 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Научный руководитель :...»

«Сонькин Дмитрий Михайлович МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТАКСОПАРКОМ НА БАЗЕ МУЛЬТИКАНАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ТЕРМИНАЛОВ Специальность 05.13.11 – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – 2010 2 Работа выполнена в ГОУ ВПО Национальный исследовательский Томский политехнический университет Научный...»

«Ермошин Дмитрий Владимирович РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ 08.00.13 Математические и инструментальные методы экономики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Волгоград – 2007 Работа выполнена в ГОУ ВПО Саратовский государственный социально-экономический университет Научный руководитель доктор экономических наук, кандидат физико-математических наук, профессор...»

«Лаврентьева Екатерина Константиновна Темплатирование в системах, содержащих глины, как метод управления свойствами полимер-композиционных сорбентов и платиновых электрокатализаторов Специальности: 02.00.06 – высокомолекулярные соединения 02.00.05 – электрохимия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2009 www.sp-department.ru Работа...»

«Кузнецов Александр Александрович 238 Распределение масс осколков деления U в области энергий гигантского дипольного резонанса Специальность 01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Москва - 2013 Работа выполнена в отделе электромагнитных...»

«ВАСИЛЬЕВ ВИКТОР ГЕОРГИЕВИЧ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ОСОБЕННОСТИ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СИЛОКСАНОВ 02.00.06 – Высокомолекулярные соединения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук Москва- 2008 www.sp-department.ru Работа выполнена в лаборатории физики полимеров Института элементоорганических соединений имени А.Н.Несмеянова Российской академии наук,...»

«КУХАРЬ Егор Иванович ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИЗКОРАЗМЕРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СВЕРХСТРУКТУР В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ СИЛЬНЫХ ВНЕШНИХ ПОЛЕЙ Специальность 01.04.04 – физическая электроника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Волгоград – 2007 Работа выполнена в Волгоградском государственном педагогическом университете на кафедре “Общая физика”. Научный руководитель доктор физико – математических наук, профессор...»

«Бровин Дмитрий Сергеевич ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РОСТА ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ ИЗ ХЛОРИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Специальность 01.04.07 – физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Санкт-Петербург - 2008 Работа выполнена на кафедре экспериментальной физики Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет...»

«ТЮРИН Михаил Вячеславович МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ И КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ НЕПОЛНОТЫ РЕТРОСПЕКТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ 05.13.15 – Вычислительные машины, комплексы и компьютерные сети АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2010 Работа выполнена на кафедре вычислительных машин, систем и сетей (каф. 304) Московского авиационного института...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.