Кинетика дейтериевой газоразрядной плазмы в резонаторе нейтронного генератора в режиме электронно-циклотронного резонанса

Приведены результаты численного моделирования кинетики СВЧ-разряда в молекулярном дейтерии в режиме электронно-циклотронного резонанса для описания физических процессов в резонаторе нейтронного генератора. Расчеты проводились в приближении однородных электрического и магнитного полей, а также максвелловской функции распределения энергии электронов. В кинетической схеме учитывались реакции возбуждения, диссоциации, ионизации и рекомбинации атомов и молекул дейтерия, а также упругие соударения. В результате получены временные зависимости концентрации и температуры плазменных компонент при различных напряженностях электрического и магнитного полей и начальной концентрации молекулярного дейтерия. Найдены значения полей, отвечающие минимальному времени ионизации, проведены оценки максимального ионного тока, извлекаемого из СВЧ-разряда.

Ключевые слова

Источник финансирования

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и образования РФ по соглашению № 14.575.21.0169 (RFMEFI57517X0169).

Получено

28.12.2018

Дата публикации

28.12.2018

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Степанов Д. С. , Школьников Э. Я. , Чеботарев А. В. Кинетика дейтериевой газоразрядной плазмы в резонаторе нейтронного генератора в режиме электронно-циклотронного резонанса // Теплофизика высоких температур – 2018. – Tом 56. – Номер 6 C. 865-870 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/tvt/s004036440003562-2-1 (дата обращения: 20.04.2024). DOI: 10.31857/S004036440003562-2
MLA	Stepanov, D., Shkolnikov, E., Chebotarev, A. "Kinetics of deuterium gas-discharge plasma in a neutron generator resonator in the electron cyclotron resonance mode." Teplofizika vysokikh temperatur 56.6 (2018):865-870. DOI: 10.31857/S004036440003562-2
APA	Stepanov D., Shkolnikov E., Chebotarev A. (2018). Kinetics of deuterium gas-discharge plasma in a neutron generator resonator in the electron cyclotron resonance mode. Teplofizika vysokikh temperatur 56(6), pp.865-870 DOI: 10.31857/S004036440003562-2

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1113

Оценка читателей: голосов 0

1. Vainionpaa J. H., Gough R., Hoff M. et al. Microwave Ion Source and Beam Injection for an Accelerator-Driven Neutron Source // Proc. Particle Accelerator Conf. Albuquerque: IEEE, 2007. 9889878.

2. Vainionpaa J. H., Allan X. C., Melvin A.P et al. Development of High Flux Thermal Neutron Generator for Neutron Activation Analysis // Nucl. Instr. Meth. B. 2015. V. 350. P. 88.

3. Битулев А. А., Румянцев Г. С., Чурин С. В., Щитов Н. Н. Проблемы повышения стабильности работы нейтрон- ных генераторов на вакуумных нейтронных трубках // Успехи прикл. физики. 2014. Т. 2. № 3. С. 303.

4. Боголюбов Е. П., Васин В. С. Газонаполненная нейтронная трубка с источником пеннинга. Патент на изобретение № 2372755. Кл. МПК-H05H3/06 10.11.2009.

5. Гинзбург В. Л., Рухадзе А. А. Волны в магнитоактивной плазме. М.: Наука, 1975. 254 с.

6. Waldmann O., Ludewigt B. A Permanent-Magnet Microwave Ion Source for a Compact High-Yield Neutron Generator // AIP Conf. Proc. 2010. V. 1336. P. 479.

7. Matveyev A. A., Silakov V. P. Kinetic Processes in a Highly-ionized Non-equilibrium Plasma // Plasma Sources Sci. Technol. 1995. V. 4. P. 606.

8. Silakov V. P., Matveyev A. A., Chebotarev A. V., Otorbaev D. K. Non-equilibrium Properties of a Flowing Hydrogen Cascaded Arc Plasma: Kinetic Modeling // J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. P. 2111.

9. Сторожев Д. А. Численное моделирование кинетики ионизации и диссоциации водорода в плазме разряда Пеннинга в приближении ЛТР // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2014. Т. 15. Вып. 3.

10. Storozhev D. A., Kuratov S. E. Numerical Simulation of the Kinetics of Dissociation and Ionization of Molecular Hydrogen in the Penning Discharge Plasma with the Use of the Reduced Kinetic Model // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 815. № 1. 012002.

11. Шахатов В. А., Лебедев Ю. А., Lacoste A., Bechu S. Кинетика возбуждения электронных состояний молекул водорода в неравновесных разрядах. Основное электронное состояние // ТВТ. 2015. Т. 53. № 4. С. 601.

12. Шахатов В. А., Лебедев Ю. А., Lacoste A., Bechu S. Кинетика электронных состояний молекул водорода в неравновесных разрядах. Синглетные состояния // ТВТ. 2016. Т. 54. № 1. С. 120.

13. Шахатов В. А., Лебедев Ю. А., Lacoste A., Bechu S. Кинетика заселения триплетных состояний молекулы водорода в ЭЦР-разряде // Успехи прикл. физики. 2017. Т. 5. № 3. С. 24 9.

14. Celiberto R., Janev R. K., Laricchiuta A. et al. Cross Section Data for Electron-Impact Inelastic Processes of Vibrationally Excited Molecules of Hydrogen and its Isotopes // Atom. Data Nucl. Data Tables. 2001. V. 77. P. 161.

15. Abdellahi E. L., Ghazaly M. O., Jureta J., Urbain X., Defrance P. Total Cross Sections and Kinetic Energy Release for the Electron Impact Dissociation of H+2 and D+2 // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2004. V. 37. P. 2467.

16. Peart B., Dolder K. T. Measurements of Cross Sections for the Dissociative Recombination of D2+ Ions // J. Phys. B: Atom. Molec. Phys. 1973. V. 6. P. 359.

17. Stepanov D. S., Chebotarev A. V., Shkolnikov E. Ya. Electromagnetic Field in the Resonator of Neutron Generator’s Hydrogen Ion Source // Proc. Int. Conf. on Actual Problems of Electron Devices Engineering. Saratov: IEEE Xplore, 2016. V. 2. 7879076.

18. Ландау Л. Д. Физическая кинетика. М.: Физматлит, 2007. 535 с.

19. Zhizhong Song, Shixiang Peng, Jinxiang Yu et al. Minipermanent Magnet High-current Microwave Ion Source // Rev. Sci. Instrum. 2006. V. 77. 03A305.

20. Kwan J. W., Gough R., Keller R. et al. A 2.45 GHz High Current Ion Source for Neutron Production // High Energy Phys. Nucl. Phys. 2007. V. 31. P. 232.