Сильноточный разряд типа плазменный фокус. Физические процессы и применения в технологиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, доктор физико-математических наук Никулин, Валерий Яковлевич

• Никулин, Валерий Яковлевич
• доктор физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Никулин, Валерий Яковлевич

Введение.

Глава 1. Обзор литературы. Состояние исследований плазменного фокуса.

1.1 История исследований плазменного фокуса.

1.2 Общая картина физических процессов в установках типа плазменный фокус.

1.3 Основные свойства плазмы в ПФ и механизмы генерации жестких излучений.

1.3.1 Теоретическое описание процессов в плазмофокусном разряде. а) МГД стадия. б) Турбулентная стадия.

1.3.2 Ток.

1.3.3 Динамика плазмы и ее плотность.

1.3.4 Температура плазмы в ПФ.

1.3.5 Нейтронное и жесткое рентгеновское излучения.

Глава 2. Экспериментальные установки.

2.1 Установки "Флора" и "Тюльпан" (ФИАН).

2.2 Установка 1 МДж плазменный фокус (Фраскати).

2.3 Установка "Пламя".

2.4 Установка ПФ-3 (ИЯС РНЦ "Курчатовский институт").

2.5 Установка РР-1000 (Институт физики плазмы и лазерного микросинтеза)

Глава 3. Методики исследования ПФ.

3.1 Теневые, шлирен- и интерферометрические методы диагностики плазмы.

3.1.1 Распространение электромагнитной волны в оптической неоднородности.

3.1.2 Лазер как источник света для методов диагностики плазмы, основанных на рефракции зондирующего электромагнитного излучения.

3.2 Интерферометрический метод измерения плотности плазмы.

3.2.1 Типы интерферометров.

3.2.2 Интерферометрия в двух длинах волн.

3.2.3 Многокадровая интерферометрия.

3.3 Теневой метод.

3.4 Диагностика плазмы ПФ с использованием электронно-оптического преобразователя в видимом и рентгеновском диапазонах длин волн.

3.5 Нейтронная диагностика.

3.6 Рентгеновская диагностика.

3.7 Регистрация тока.

Глава 4. Экспериментальные результаты.

4.1 Динамика плазмы ПФ.

4.1.1 Начальная стадия разряда.

4.1.2 Динамика и структура токово-плазменной оболочки и пинча (стадия плотного плазменного фокуса). а) Установка 1 МДж плазменный фокус в Центре Фраскати. б) Установки "Флора" и "Тюльпан" (ФИАН). в) Установка ПФ-3.

4.2 Рентгеновское излучение.

4.2.1 Мягкое рентгеновское излучение.

4.3 Нейтронное излучение.

4.4 Динамика и эмиссионные свойства плазмы ПФ при инжекции лазерной плазмы внутрь пинча.

4.5 Структура токово-плазменной оболочки, распределение тока.

4.6 Сферические плазменные структуры в ПФ.

4.7 Кумулятивные плазменные потоки (струи).

Глава 5. Обсуждение результатов.

5.1 Самоорганизующиеся токово-плазменные структуры в плазменном фокусе.

5.2 Приэлектродные эффекты, динамика плазмы в зоне контакта плазма-. электрод.

5.3 Эффект "убегания" токовой оболочки вблизи анода (рентгеновский режим ПФ).

5.4 Эффективность «сгребания» токовой оболочкой рабочего газа плазменного фокуса.

5.5 Насыщение нейтронного выхода на установках мегаджоульного уровня.

Глава 6. Применение установок типа плазменный фокус в технологиях.

6.1 Применение высокоскоростных плазменных потоков ПФ для создания новых материалов и их модификации.

6.1.1 Воздействие высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмы на ванадий и сплавы V-Ga-Si. Испытание материалов.

6.1.2 Создание нанодисперсных материалов и наноструктурных покрытий распылением материалов мощным импульсом высокотемпературной плазмы.

6.1.3 Легирование металлов химически не взаимодействующими с ними элементами при помощи концентрированных импульсных потоков энергии.

6.2 Установка ПФ как источник мягкого рентгеновского и далекого.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сильноточный разряд типа плазменный фокус. Физические процессы и применения в технологиях»

Диссертация посвящена исследованию физических процессов в импульсной плазме, создаваемой мегаамперным током в установках типа плазменный фокус и ее применениям в технологиях, а также разработке методов диагностики плазмы.

В настоящее время ведутся интенсивные исследования по созданию мощных импульсных источников нейтронного и рентгеновского излучений, корпускулярных и плазменных потоков на основе быстрых электроразрядных устройств. Необходимость создания таких источников обусловлена потребностями техники (интроскопия, разведка полезных ископаемых, материаловедение, создание экологически чистых источников ядерных излучений), обороны (моделирование в лабораторных условиях ядерного взрыва), энергетики (термоядерный синтез, испытание материалов, предназначаемых для использования в термоядерных устройствах), медицины (нейтронно-захватная терапия, лучевая терапия в онкологии, диагностика и др.) и др.

Среди электроразрядных устройств, на основе которых разрабатываются импульсные источники излучений, можно отметить установки Ангара-5, С-300 (ИЯС РНЦ «Курчатовский институт»), «PBFA-II» (или Z) (USA). Основным отличием этих установок является короткий импульс тока - порядка 100 не, высокое "напряжение - 106 В, максимальный ток - несколько МА, высокий

1 "У выход мягкого рентгеновского и нейтронного излучений (10 н/имп). В тоже время следует отметить, что все это достигается за счет исключительной сложности установки и, соответственно, огромной ее стоимости.

Другим подходом при создании импульсных источников излучений является метод, основанный на генерации плазмы в установках типа плазменный фокус (ПФ). Данное направление исследований получило свое развитие благодаря работам Н.В. Филиппова и Т.Н. Филипповой по генерации импульсной высокотемпературной плазмы в быстрых Z- пинчевых устройствах

1] На этих установках были получены рекордные выходы нейтронного и рентгеновского излучений. Несколько позже при создании плазменных инжекторов Дж. Мейзер (США) пришел к аналогичным результатам [2].

Несмотря на длительную историю исследований плазменного фокуса, остается целый ряд не до конца изученных плазменно-динамических процессов, существенно влияющих на эмиссионные свойства разрабатываемых источников излучений. Это, прежде всего, механизмы генерации жестких излучений и пучков ускоренных частиц, механизмы генерации нейтронного излучения и причины его насыщения на мегаджоульных установках, механизмы образования в плазмофокусном разряде так называемых горячих точек и самоорганизующихся токово-плазменных структур и их влияние на характеристики жестких излучений ПФ; свойства плазмы в зоне высокоскоростного динамического контакта плазма - электрод, дефицит ионов в зоне контакта и его влияние на динамику плазмы и величину тока, и ряд других явлений. личный вклад автора и основная цель работы

В исследованиях, вошедших в диссертацию, автору принадлежит постановка задач, разработка и создание моделей физических процессов, формулировок целей и задач экспериментов, анализ и интерпретация их результатов.

Основной целью цикла работ, выполненных автором, была реализация комплексного подхода к исследованию физических процессов, протекающих в сильноточном разряде типа плазменный фокус. С этой целью автором диссертации были разработаны такие диагностики как сверхскоростное лазерное многокадровое зондирование плазмы (интерферометрия и теневое фотографирование), диагностика излучения плазмы в оптическом и рентгеновском диапазонах с временным и пространственным разрешениями. С целью увеличения выхода жестких излучений для реализации метода комбинированного лазерно-пучкового нагрева плазмы при непосредственном прямом и решающем участии автора создана установка "Флора"[3,4], состоящая из мощного 16-канального лазера на неодимовом стекле и плазменного фокуса с энергетикой 40 кДж. В дальнейшем, после проведения модернизации установки за счет увеличения энергетики плазменного фокуса до 400 кДж и дополнения ее установкой - ПФ-4 (с энергоемкостью 15 кДж), был создан плазменный комплекс "ТЮЛЬПАН" [5]. В настоящее время этот комплекс имеет статус уникальной установки и имеет финансовую поддержку Минобрнауки.

На защиту выносятся следующие положения:

1) Результаты изучения динамики плазмы и измерения ее параметров в основных режимах работы установках типа плазменный фокус с различной модификацией электродов и энергетикой;

2) Результаты исследования физических явлений, возникающих при воздействии на плазму ПФ мощного импульса лазерного излучения;

3) Результаты исследований самоорганизующихся токово-плазменных структур в пинче и их влияние на характеристики жестких излучений ПФ;

4) Результаты исследований по разработке методов создания новых материалов и модификации их свойств на основе импульсного воздействия мощных энергетических потоков, генерируемых в установках типа плазменный фокус;

5) Результаты исследований по разработке методов повышения эффективности трансформации запасенной в конденсаторах энергии в ток разряда мощного (100 кДж-1МДж) плазменного фокуса;

6) Результаты изучения масштабной закономерности (скэйлинга) нейтронного выхода от энергии в конденсаторном накопителе и тока на установках ПФ различных модификаций и энергоемкости.

Научная новизна. Практическая ценность.

На сегодняшний день созданный при непосредственном и прямом решающем участии автора диссертации уникальный плазменный комплекс "Тюльпан", состоящий из мощного лазера и установок типа плазменный фокус, не имеет аналогов в мире. Современный уровень поддерживается за счет непрерывного наращивания мощности плазменного фокуса и создания новых установок, которые работают в широком диапазоне энергий, а также расширения диагностического комплекса и применения современной цифровой системы регистрации и обработки экспериментальных данных. Наличие в составе комплекса плазменных установок с энергетикой от 4 кДж до 0,4 МДж, обеспечивает получение тока в плазме от 300 кА до 3 МА с плотностью выше

П О

10 А/см, что позволяет изучать возникающие при таких экстремальных условиях фундаментальные свойства плазмы, масштабные закономерности физических явлений и выхода жестких излучений, мощности корпускулярных и плазменных потоков и их воздействие на различные вещества и материалы.

Отличительной особенностью комплекса являются:

- возможность одновременного применения мощного импульса тока величиной несколько мегаампер и лазерного излучения для создания и нагрева плазмы;

- в наличии многофункционального диагностического комплекса, позволяющего проводить исследования плазмы с использованием 9 методик;

- в возможности применения плазменного комплекса «Тюльпан» для технологических и материаловедческих целей.

Научная новизна результатов исследований основывается:

- на комплексном исследовании плазмы в установках ПФ, основанном на одновременном использовании нескольких взаимодополняющих диагностик;

- на проведении исследований на установках с энергетикой в диапазоне от 4 кДж до 2,8 МДж в разных лабораториях, как в России, так и за рубежом.

В результате выполненных исследований:

- разработаны следующие диагностические методы исследования плазмы: метод высокоскоростного многокадрового интерферометрического и теневого зондирования, методы изучения мягкого рентгеновского излучения с временным и пространственным разрешением, методы изучения нейтронного излучения, зондовые методы измерения магнитного поля и тока, методы изучения динамики плазмы и кумулятивных потоков с использование электронно-оптических преобразователей и др.

- разработаны диагностические лазеры, позволяющие проводить исследование плазмы с временным разрешением в пико- и наносекундном диапазоне;

- получены новые данные о динамике и устойчивости плазмы, создаваемой в установках типа плазменный фокус;

- получены новые данные о распределении плотности, температуре, о скорости радиального сжатия плазмы при разных давлениях рабочего газа и различного газового состава;

- получены новые данные о механизмах генерации жестких излучений и эффективности преобразования электрической энергии в излучения;

- получены новые данные о свойствах кумулятивных плазменных потоках, генерируемых в ПФ;

- показано, что насыщение нейтронного выхода мегаджоульных установок типа плазменный фокус обусловлено ограничением роста (насыщением) полного тока разряда при увеличении энергетики установки только за счет увеличения емкости конденсаторного накопителя;

- показано, что для установок типа плазменный фокус существуют два взаимодополняющих способа повышения тока разряда: увеличение напряжения и уменьшение относительного межэлектродного промежутка.

- показано, что установки типа плазменный фокус могут быть использованы как источники мягкого рентгеновского излучения для рентгенолитографии, микроскопии изучения структуры материалов методами малоуглового рассеяния, а также для изучения физики воздействия мощных плазменных потоков на материалы, и их модификации и создания новых материалов.

В результате исследований по воздействию мощных высокоскоростных потоков плазмы на материалы показана возможность:

- поверхностного и объемного упрочнения сплавов металлов под воздействием ударных волн за счет деформации и внедрения дейтерия в структуру сплава;

- создания на поверхности материала покрытий из элементов, практически в нем не растворимых, например, медь на поверхности вольфрама или сапфира.

Полученные в работе результаты имеют большое значение для понимания физических процессов, происходящих в сильноточном разряде типа плазменный фокус. Результаты могут быть использованы при разработке и создании мощных источников жестких излучений, а также в исследованиях, ведущихся по программе УТС с магнитным и инерциальным удержанием плазмы. Полученные результаты могут быть использованы при создании теоретических моделей процессов в сильноточных разрядах типа Х-ттч. Результаты по воздействию высокоскоростных плазменных потоков на материалы могут быть использованы при создании технологий новых материалов.

Апробация работы

Результаты выполненных работ докладывались на международных и российских конференциях, публиковались в научных журналах и трудах конференций. В частности материалы диссертации докладовались на 19,20,21,22 Международных симпозиумов по физике плазмы и технологиям (1996,2000,2002,2004,2006) в Праге, на Международных конференциях «Plasma-1999», «Plasma-2001», «Plasmá-2003», «Plasma-2005» в Варшаве, на Международных конференциях по физике плазмы и УТС в Алуште (2002, 2004, 2006), на Европейской конфенции по физике плазмы Европейского физического общества (EPS) (1998, 2004) в Лондоне, на Звенигородских конференциях по физике плазмы и УТС и др.

По теме диссертации опубликовано 72 работы в отечественных и зарубежных журналах: Физика плазмы, Квантовая электроника, Краткие сообщения по физике, Physica Scrypta, Nukleonika, SPIE, Перспективные материалы, Прикладная физика, Письма ЖЭТФ, Czechoslovak Journal of Physics, Journal of Technical Physics, Journal of "Problems of Atomic Science and Technology" Series "Plasma Physics", Нанотехника, Труды ФИАН, кн. «Энциклопедия низкотемпературной плазмы», Вводный том II, под ред. В.Е. Фортова, и др. (см. Приложение 1 - Список публикаций по теме диссертации).

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из Введения, 6 - ти глав и Заключения, содержит 5 таблиц, 81 рисунок, библиографию из 162 наименований. Содержание работы.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Никулин, Валерий Яковлевич

Основные результаты проведенных исследований:

1. Создан плазменный комплекс "Тюльпан", состоящий из мощного лазера на неодимовом стекле и установок типа плазменный фокус Наличие в составе комплекса плазменных установок с энергетикой от 4 кДж до 0,4 МДж, обеспечивает получение тока в плазме от 300 кА до 3 МА с плотностью

7 2 выше 10 А/см", что позволяет изучать возникающие при таких экстремальных условиях фундаментальные свойства плазмы, масштабные закономерности: физических явлений, выхода жестких излучений, мощности корпускулярных и плазменных потоков. Установка позволяет также проводить исследования по воздействию концентрированных потоков энергии на различные вещества и материалы.

2. Разработан многофункциональный диагностический комплекс для исследования плазмы. Комплекс позволяет одновременно проводить изучение плазмы с использованием: лазерных методов (высокоскоростная многокадровая интерферометрия и теневое фотографирование), рентгеновских методов (с временным и пространственным разрешением) в мягком и жестком диапазонах длин волн, нейтронных методов, зондовых методов измерения магнитного поля и тока, методов изучения динамики плазмы и кумулятивных потоков с использование электронно-оптических преобразователей и др.

3. Разработаны и созданы диагностические лазеры, позволяющие проводить исследование плазмы с временным разрешением в пико- и наносекундном диапазоне;

4. Проведены исследования свойств плазмы и ее излучений на установках различных модификаций и с энергоемкостью от 4 кДж до 2,8 МДж.

5. Экспериментально установлено, что на установках ПФ выполняется нейтронный скэйлинг по току ( У„~/4), что подтверждается измерениями нейтронного выхода, проведенными на установках с энергетикой от 4 кДж до 1 МДж.

6. Показано, что насыщение нейтронного выхода на мегаджоульных устанках (скэйлинг по энергетике) обусловлено ограничением роста (насыщением) полного тока разряда при увеличении энергетики установки только за счет увеличения емкости конденсаторного накопителя.

7. Выявлена роль субструктуры плазменных образований и, в особенности, процессов, в зонах контакта плазменного столба с электродами, препятствующих достижению сверхвысоких значений плотности тока. Показно, что дефицит ионов в области контакта может привести к ограничению тока через пинч, образованию вблизи анода так называемых двойных плазменных слоев с сильными электрическими полями, раскачке в этих областях плазменных неустойчивостей, аномально высокому сопротивлению и аномально высокому энерговыделению.

8. Получены новые данные о динамике и устойчивости плазмы, создаваемой в установках типа плазменный фокус. Изучены различные виды самоорганизующихся токово-плазменных структур и их влияние на выход жестких излучений.

9. Получены новые данные о распределении плотности, температуре, о скорости радиального сжатия плазмы при разных давлениях рабочего газа и различного газового состава.

10.Получены новые данные о свойствах кумулятивных плазменных потоках, генерируемых в ПФ. Экспериментально установлены оптимальные параметры электродов и давления в разрядной камере, при которых происходит формирование остронаправленных кумулятивных потоков плазмы.

11.Обнаружено формирование на оси ПФ установки предпинча. Показано, что наличие предпинча может влиять на параметры плазмы в момент максимального сжатия токово-плазменной оболочки на оси ПФ.

12.Обнаружено формирование сферических плазменных структур. Образование этих структур может быть связано с перезамыканием токово-плазменных структур в виде плазменных языков, а также с выходом кумулятивной струи из пинча и ее взаимодействием с газовой средой вне пинча.

13.Изучены свойства токово-плазменной оболочки и ее динамики в экспериментах по сжатию лайнеров в мощных плазмофокусных разрядах с энергетикой 2,8 МДж;

14.Показано, что для установок типа плазменный фокус существуют два взаимодополняющих способа повышения тока разряда: увеличение напряжения и уменьшение относительного межэлектродного промежутка. Предложены способы преодоления насыщения нейтронного выхода на установках мегаджоульного уровня;

15.Показано, что установки типа плазменный фокус могут быть использованы как источники мягкого рентгеновского излучения для рентгенолитографии, микроскопии для изучения структуры материалов методами малоуглового рассеяния, а также для изучения физики воздействия мощных плазменных потоков на материалы, и их модификации и создания новых материалов.

16.Проведены исследования по воздействию кумулятивных плазменных потоков на ванадий и его сплавы. Изучены поверхностные и объемные изменения свойств образцов из ванадия и его сплавов с галлием и кремнием. Показана возможность получения наночастиц из ванадия и других элементов посредством физического воздействия мощными высокоскоростными потоками плазмы.

17.Показано, что с помощью высокоскоростных потоков импульсной плазмы можно осуществлять легирование металлов различными элементами. Осуществлена сварка не растворимых друг в друге металлов - вольфрама с медью. На данный метод получен патент.

Работы, представленные в докладе, были выполнены в Нейтронно-физическом отделе Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, в Институте ядерного синтеза РНЦ «Курчатовскиий институт», в Институте физики плазмы и лазерного микросинтеза (Варшава, Польша), в Институте ионизованных газов (CNEN, Фраскати, Италия), в ОКБ «Горизонт», в Институте металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова.

Автор выражает искреннюю благодарность академику О.Н. Крохину, под руководством которого проводились данные исследования и вклад которого в постановку научных задач и создание плазменного комплекса «Тюльпан» был определяющим.

Автор выражает свою признательность создателям установок типа плазменный фокус Н.В. Филиппову и Т.И. Филипповой (к сожалению, их уже нет в живых) за их большой вклад в инициировании плазмофокусных исследований в ФИАН, постоянную научную поддержку и помощь в решении многих научных проблем.

Автор благодарен В.А. Грибкову за постановку многих научных задач, связанных с диагностикой плазмы лазерными методами и организацией плазмофокусных исследований как в ФИАН, так и на различных плазмофокусных установках во многих зарубежных научных центрах. Автор благодарен зав. лаб. ИМЕТ Л.И. Иванову за постановку и организацию совместных исследований по воздействию мощных плазменных потоков на материалы с целью их модификации и создания новых материалов. Автор благодарен начальнику Лаборатории быстрых процессов ИЯИ РНЦ «Курчатовский институт» В.И. Краузу и всем сотрудникам этой лаборатории за плодотворное и полезное сотрудничество при проведении исследований на установке ПФ-3.

Автор глубоко признателен В.В. Вихреву и В.М. Фадееву за помощь в теоретическом анализе экспериментальных материалов.

Автор искренно благодарен сотрудникам Оптического отдела ФИАН A.A. Сычеву и В.А. Бабенко за помощь при создании лазерной диагностики на установках ПФ-3 и «Тюльпан».

Данная работа есть обобщение коллективного труда сотрудников Лаборатории физики плотной плазмы Нейтронно-физического отдела. Автор глубоко благодарен своим сотрудникам и соавторам - Н.В. Калачеву, A.B. Дубровскому, И.В. Волобуеву, П.В. Силину, А.Е. Гурею, С.Н. Полухину, A.A. Тихомирову, E.H. Перегудовой, С.П. Цыбенко, A.B. Огинову, С.П. Елисееву, Т.А. Козловой, А.Н. Майорову, Д.Н. Горбунову. Автор благодарен В.А. Веретенникову, Э.Ю. Хаутиеву и Ю.С Малафееву, к сожалению, рано ушедшим из жизни.

Автор признателен коллегам из Института физики плазмы и лазерного микросинтеза и Международного центра по замагниченной плазме (Варшава, Польша), Центра Фраскати за плодотворное и полезное сотрудничество.

Заключение

В результате выполненного цикла работ реализован комплексный подход к исследованию плазменных процессов в установках типа плазменный фокус различных модификаций с энергоемкостью установок от 4 кДж до 2,8 МДж. Представленная работа, по существу, открывает новые возможности применения данных установок как в исследованиях по управляемому термоядерному синтезу, так и в технологиях новых материалов, включая нанотехнологии. При непосредственном участие автора создан уникальный плазменный комплекс «Тюльпан» в составе установок типа плазменный фокус ПФ-4 и ПФ-400, мощного 16-ти канального лазера на неодимовом стекле и многофункционального диагностического комплекса.

Результаты выполненных исследований неоднократно представлялись автором на международных и российских научных конференциях. В настоящее время диссертант является руководителем всех экспериментальных работ, проводимых на уникальном плазменном комплексе «Тюльпан» (per. номер 01

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Никулин, Валерий Яковлевич, 2007 год

1. Д.П. Петров, Н.В. Филиппов, Т.И. Филиппова, В.А. Храбров. "Мощный импульсный газовый разряд в камерах с проводящими стенками". В сб. Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций. Изд. АН СССР, 1958, т. 4, с. 170-181.

2. J.W. Mather //Phys. Fluids, 1965, 8, P. 365.

3. O.N. Krokhin, V.Ya. Nikulin et al. "The upgraded plasma focus installation "FLORA"- the installation "TULIP". Journal of Technical Physics, vol. XL, № 1, Warszawa 1999.

4. L. Bilbao, H. Bruzzone, V.Ya. Nikulin, J.-P. Rager. "Plasma dynamics during neutron production in the Frascati 1 MJ plasma focus device". Internal Report of Centro di Frascati. No. 80.11. April, 1980.

5. М. Scholz, В. Bienkowska, I. Ivanova-Stanik et al.: "The physics of a plasma focus". //Czechoslovak Journal of Physics, Vol. 54 (2004), Suppl. C. P. 170.

6. P. Lee, X. Feng, G.X. Zhang, M.H .Liu, S. Lee, "Electron lithography using a compact plasma focus", //Plasma Sources Sci.Technol. 6, 1997, 343-348. Printed in the UK

7. H. Schmidt, preprint IFP-87-5. Institut für Plasmaforschung, Universität, Stuttgart, November 1987.

8. B.A. Бурцев, В.А. Грибков, Т.П. Филиппова «Высокотемпературные пинчевые образования»//Итоги науки и техники. Сер. Физика плазмы. 1981. Т. 2. С. 226.

9. С. Gourlan, Н. Kroegler, Ch. Maisonnier et al, preprint C.N.E.N., Frascati, Italy, No.78.12/cc, July 1978.

10. B.B. Вихрев, В.Д. Королев, «Генерация нейтронов в Z-пинчах». // Физика плазмы , № 4, 2007 (принята в печать).

11. Zucker G., Bostick W., Long J. et. al.// Nuclear Instruments and Methods. 1970, V. 145. P. 185.

12. Krompholz H„ Ruhl Z.F., Schneider W. et. al. // Physics Letters. 1981. V. 82A. P. 82.

13. Schmidt H.// Atomkernenergie- Kerntechnik. 1984. V. 44. P. 191.

14. Decker G., Herold H., Kaeppeler H.J. et. al. // Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Proc. 7th Int. Conf. Insbruck. IAFA, Vienna, 1978. V. 2 1, P. 135.

15. Stygar W., Gerdin G., Venneri F. et. al.// Nuclear Fusion. 1982. V.22. P. 1161.

16. Sadowski M. J Scholz M.//Nukleonica. 2004. V. 47. P. 31.

17. M. Sholz, Workshop and Expert Meeting, in Proceedings International Centre for Dense Magnetized Plasma, Warsaw, Poland, November 2004, pp. 210-270.

18. Mikhail A. Karakin, Edil'gerej Yu. Khautiev, Viacheslav I. Krauz et al. In Proceedings of the 15th International Conference on High-Power Particle Beams, St. Petersburg, Russia, 2004, p. 7014-7021

19. W. Kies //Plasma Phys. and Control. Fusion. 1986, V. 28, № 11, P. 1645.

20. H. Herold, L. Bertalot, U. Jager et al. In Proceedings of the Third International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems, 1983, Helsinki, Finland.

21. R. Deutsch and W. Kies, Plasma Phys. Contr. Fusion, 30, 263, 1988.

22. JI.A. Арцимович, Р.З. Сагдеев, Физика плазмы для физиков, М: Атомиздат, 1979.

23. В. А. Грибков, С. Денус, А. В. Дубровский, А.И. Исаков, Н.В. Калачев, О.Н. Крохин, В.Я. Никулин, С. Следзиньский, С. Чекай. "Рентгеновское излучение плазменного фокуса при лазерном воздействии". // Физика плазмы, т.11, в.1, (1985), стр. 117-122.

24. N.V.Filippov, T.I.Filippova, I.V.Khutoretskaia, V.V.Mialton, V.P.Vinogradov, "Megajoule Scale Plasma Focus as Efficient X-ray Source", // Physics Letters A 211 (1996), 168-171

25. Н.В. Филиппов «Нецилиндрический зет-пинч (плазменный фокус)». Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. М.: ИАЭ, 1980.

26. S.V. Bazdenkov and V.V. Vikhrev, // Sov. J. Plasma Physics, 1, 1975, P. 250.

27. B.B. Вихрев, С.И. Брагинский, в кн. Вопросы теории плазмы. М.: Атомиздат, 1980, т. 10. с. 243-312

28. D. Е. Potter: //Phys. Fluids 21 (1971) 1911.

29. Дьяченко В.П., Имшенник B.C., «К магнитогидродинамической теории пинч-эффекта в высокотемпературной плазме» в сб. Вопросы теории плазмы. Под ред М.А. Леонтовича. Вып. 5. М.: Атомиздат, 1967, с. 394

30. S. Maxon, J. Eddleman: Phys. Fluids 21 (1978) 1856.

31. S. I. Braginski: Reviews of Plasma Physics vol. 1. Atomizdat, Moscow, 1963.

32. V.V. Vikhrev, V.V. Ivanov, G.A. Rosanova, //Nuclear Fusion, V. 33, No. 2, 1993, p. 311

33. Г.С. Ландсберг "Оптика" M.: Наука., 1976.

34. В.А. Грибков, В.Я. Никулин, Г.В. Склизков//препринт ФИАН №153, М.: Физический институт им. П.Н. Лебедева, 1970.

35. В.А. Грибков, В.Я. Никулин, Склизков Г.В. // Квантовая электроника, № 6, 1971, С. 60-68.

36. B.JI. Гинзбург. "Распространение электромагнитных волн в плазме", М.: Физматгиз, 1960.

37. М. Борн, Э. Вольф. "Основы оптики" М.: Наука, 1970.

38. V. Ascoli-Bartoli // Plasma Physics Vienna: IAEA, 1965. P. 287.

39. V.A. Babenko, O.N. Krokhin, V.Ya. Nikulin, Yu.S. Malafeev, S.N. Polukhin, A.A. Sychev, A.A. Tikhomirov. "Pico-Second Laser Diagnostics of Plasma in High Current Discharges" //Czech. J. Phys., vol.50, Suppl. S3, pp. 193-196, 2000.

40. A. Dalgarno // Advances Phys. 11. No. 44, 1962, P. 281-315.

41. Р.У. Ладенбург. Физические измерения в газовой динамике и при горении. М.: Изд. иностр. литер., 1957.

42. А.Н. Тихонов, В.Я. Арсенин. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1979.

43. Н.Г. Басов и др. "Диагностика плотной плазмы ". М.: Наука. 1989.

44. V.Ya. Nikulin, S.P. Eliseev, A.V. Oginov, A.A. Tikhomirov, «Laser, X-ray and optical diagnostics on the "Tuylpan" installation», // Czechoslovak Journal of Physics Volume 56, Supplement 2, 2006, B315-B323.

45. Н. Крохин, В.Я. Никулин, С.Н. Полухин, А.А. Тихомиров, «Изучение динамики и структуры токовой оболочки плазменного фокуса с помощью наносекундного ЭОП», Тезисы докладов XXVIII Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, 2001, С. 209.

46. Бекурц К., Виртц К., Нейтронная физика, М.: Атомиздат. 1968.

47. Амальди Э, Ферми Э., У.Ф.Н., т.17, с.343, 1937.

48. В.А. Грибков, А.В. Дубровский, Н.В. Калачев, О.Н. Крохин, В.И. Михайлов, В.Я. Никулин. «Экспериментальные исследования процессов, протекающих при вводе плазменного фокуса в режим». // Сб. КСФ, No 8, 1989, с.24-26

49. В.А. Грибков, А.В. Дубровский, Н.В. Калачев, О.Н. Крохин, В.И. Михайлов, В.Я. Никулин. «Problems of a Plasma Focus current sheath formation». 17 IEEE Int.Conf.on Plasma Science, San Francisco Bay Area, 2023 May 1990, 3P27.

50. В.П. Виноградов, В.И. Крауз, О.Н. Крохин, М.А. Каракин, В.В. Мялтон, В.Я. Никулин, А.В. Огинов, «Динамика и структура токово-плазменной оболочки плазмофокусного разряда мегаджоульного разряда», // Препринт ФИАН № 25, Москва, 2004.

51. В.А.Грибков, В.Я. Никулин, О.Г.Семенов. Г.В.Склизков «Экспериментальные исследования процессов образования РЭП в плазменном фокусе, его динамики и взаимодействия с плоской мишенью».// Физика плазмы, том 4, вып. 5, 1978 г.

52. N.V. Kalachev, Т.А. Kozlova, O.N. Krokhin, V.Ya. Nikulin "The X-ray regime of the Filippov type plasma focus. Plasma structures at the final stage".

53. Proceedings of XXIV Intern. Conf. On Phenomena in Ionized Gases, 1999, Poland.

54. V.A. Gribkov, V.Ya. Nikulin, V.M. Fadeev, Ya.K. Khodataev, «Self-organizing current-plasma structures in a dense plasma focus», // J.Moscow Phys. Soc., v.3, 1993, p.p. 75-84.

55. N. Krokhin, V.Ya. Nikulin, M. Scholz, I.V. Volobuev. «The Measurements of Neutron Emission on Plasma Focus Installations with Energy Ranging from 4 to 1000 kJ», Proc. of 20th Symp. on Plasma Physics and Technology, p. 61, Prague, 2002.

56. M. Shafig, S.M. Hassan, G. Murtaza, A.Waheed, M. Zakaullah, K. Alamgir, "Improved temperature measurement in plasma focus by means of a cobalt filter", // Plasma Sources Sei. Technol., 10. 2001, p. 295-301.

57. V.Ya. Nikulin, V.M. Romanova, M. Scholz. "Plasma Focus Source of X-ray Emission". Selected Research Papers on Spectroscopy of Nonequilibrium Plasma at Elevated Pressures, Proc of SPIE, Vol. 4460, 2002, pp.55-62.

58. P. Kirchesch, N. Wenzel, R. Batzner, H. Hinsch, K. Hubner, G. Bockle, J. Ehrhardt. "Spatially resolved light scattering diagnostic on plasma focus devices". // Plasma Phys. Control. Fusion, 34(5), 1992, 801-841.

59. N.J. Peacock, et al. Proc. 5th Europ. Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, Grenoble, 1975, V. 1, p. 66.

60. H.H. Комаров Ядерный синтез, 1963, Т.З, С. 174-182.

61. H.H. Комаров, И.Ф. Кварцхава, В.М. Фадеев // Ядерный синтез, 1965, Т.5, С. 192-201.

62. V.M. Fadeev, Proc.of the ICPIG -15, Minsk, 14-18 July 1981, Minsk, 1981.-Contributed Papers, Part 2, P. 127-128.

63. Г.Г. Зукакишвили, И.Ф. Кварцхава, Л.М. Зукакишвили. //Физика плазмы, 1978, Т. 4, В.4, С. 725-735.

64. V.Ya. Nikulin, V.M. Fadeev, E.Yu. Khautiev, V.V. Vikhrev, S.P. Tsybenko. "Self-Organization of High Current-Carrying Plasmas: Toroidal Plasmoid in Neck of Pinch Discharge". // Czech. J. Phys., vol. 50, Suppl. S3, 2000, pp. 197201.

65. V.Ya. Nikulin, V.M. Fadeev, E.Yu. Khautiev, V.V. Vikhrev, V.P. Tarakanov. "Self-Organization of High Current-Carrying Plasmas: Dynamics of Forming of Toroidal Plasmoid in Plasma Columns and Tubes" // J. Nukleonika, vol. 46, Suppl. 1, pp. S13-S16, 2001.

66. И.Ф. Кварцхава, Кервалидзе K.H., Гваладзе Ю.С., Зукакишвили Г.Г. : Пространст- венно-периодические структуры плазмы, возникающие в быстрых сильноточных разрядах Ядерный синтез, 1965, т.5, N.5, с.181-191.

67. V.V. Vikhrev, V.V. Ivanov, G.A. Rozanova Development of Sausage-type Instability in a Z-pinch Plasma Column. Nucltar Fusion, 1993, Vol.33, No.2, P.311-321

68. V.P. Tarakanov. User's manuel for code KARAT, Tarakanov, Bercely Research Associates, Inc., Springfield, VA, 1994

69. И.Ф. Кварцхава, K.H. Кервалидзе, Ю.С. Гваладзе Неустойчивость индукционного пинча. ЖЭТФ, 1960, т.38, в.5, с.1641- 1643.

70. В.М.Фадеев, С.Т.Суржиков.Численные исследования плазменных структур Н-типа в рамках магнитной гидродинамики .- Препринт ИПМех, N662 . Москва, 2000.

71. Rager J.P., Robouch B.N., Hubner К., Steinmets К., Com. Naz. Energ. Nucl. Cent. Frascati (Pap), 1981, #25.

72. Bostick W.H., Nardi V., Feugears J. et al., Megagauss Physics and Technology, Plenum, New York, 1980, ed. by P.J. Turchi, p.533.

73. Кошелев K.H. и др. Физика плазмы, 1989, Т. 15, В.9, С. 10,8.86.3укакишвили Г.Г.,Кварцхава И.Ф.,Зукакишвили JI.M. Физика плазмы, 1978, Т.4, В.4, С. 725-735

74. В.И. Крауз, М.Г. Левашова, М.А. Каракин, О.Н. Крохин, B.C. Лисица,

75. A.Н. Мокеев, В.В. Мялтон, В.Я. Никулин, А.В. Огинов, В.П. Смирнов,

76. B.Е. Фортов «Влияние излучения токовой оболочки плазменного фокуса на динамику сжатия конденсированных мишеней» // Физика плазмы, Будет опубликовано в 2007г.

77. К. Г. Гуреев, H. В.Филиппов, Т. И. Филиппова // Физика плазмы, 1975, 1, 120.

78. A.E. Гурей, С.П. Елисеев, В.Я. Никулин, С.Н. Полухин, А.А. Тихомиров «Особенности плазмофокусного разряда в неоне», XXXI Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 2004.

79. А. V. Oginov, V.Ya. Nikulin, A. A. Tikhomirov, S. P. Eliseev. «Laser, x-ray and optical diagnostics on the «Tyulpan» installation», // Czechoslovak Journal of Physics, Vol. 56 (2006), Suppl. В, P. B315.

80. B.A. Грибков, В.Я. Никулин, С.Н. Полухин, «Условия поддержания мегаамперных токов в динамических токово-плазменных оболочках», XI Международная конференция "Уравнения состояния вещества", Нальчик-96, Эльбрус (1996) стр. 91-92

81. V.A. Gribkov, V.Ya. Nikulin, O.N. Krokhin "Microstructures of highvelocity plasma-electrode contact", Proc. of 18th Symposium on Plasma Physics and Technology, Prague, 1997, P. 77.

82. В.Я. Никулин, С.Н. Полухин. «О насыщении нейтронного выхода плазменных фокусов в мегаджоульном диапазоне», // Физика плазмы, 2007, Т. 33, №. 4, с. 304-310.

83. V.Ya. Nikulin, S.N. Polukhin, V.V. Vikhrev. "About an extreme achievable current in plasma focus installations of Mather type", AIP Conference Proceedings, Volume 812, New York, 2006, P. 264

84. В.Я. Никулин, С.Н. Полухин "К вопросу о нейтронном скэйлинге плазменного фокуса. Электротехнический подход". // Препринт ФИАН № 22, Москва, 2006.

85. V.Ya. Nikulin, S.N. Polukhin, "The method of the discharge current increase in sub-MJ plasma focus", // Problems of Atomic Science and Technology. 2007, № 1. Series: Plasma Physics (13), p. 102-103.

86. Kies W.// Plasma Phys. and Control. Fusion. 1986, V. 28, № 11, P. 1645

87. H. Herold, L. Bertalot, U. Jager et al. In Proceedings of the Third International Conference on Emerging Nuclear Energy Systems, 1983, Helsinki, Finland.

88. В.Я. Никулин, C.H. Полухин, А.А. Тихомиров, «Простой критерий эффективности сгребания токовой оболочкой рабочего газа килоджоульного плазменного фокуса», // Физика плазмы,- 2005.-Т. 31, № 7.-С. 642-646.

89. Ю.А. Колесников Динамика оболочки в нецилиндрическом Z-пинче. // Журн.техн.физ.1968,т.38,С.833.

90. J.W. Mather, A.I. Williams "Image convector observation". // Phys. Fluids, 1966, v.9, P. 2080.

91. I.C. Kvartskhava et al., // Nucl. Fusion, v.5, 1966, P. 181.

92. E.Yu. Khautiev, V.I. Krauz, V.V. Vikhrev, V.M. Fadeev // XXIV Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases (Warsaw, Poland) 11-16 July. 1999. V. 5. P. 89

93. W.Kies//Plas. Phys. and Control. Fusion. 1986. V. 28. 11. P. 1645

94. Л.А. Арцимович Управляемые термоядерные реакции. Москва. Атомиздат, 1961. С.468.

95. В.М. Фадеев, И.Ф. Кварцхава, Н.Н. Комаров «Самофокусировка локальных плазменных токов». Ядерный синтез, 1965, т. 5, N.5, с. 202-209.

96. Брагинский С.И., Вихрев В.В.// «Формирование токовой оболочки в мощном импульсном разряде». Ж. техн. Физ., 1973, т. 63, № 12, с. 2509

97. Брагинский С.П., Вихрев В.В.// «Образование волокнистой структуры токовой оболочки в мощном импульсном разряде». Теплофизика высоких температур, 1976, т. 14, с. 254.

98. Вихрев В.В.// «Простая модель развития плазменного фокуса», Физика плазмы. 1977, т. 3, с. 981.

99. Дьяченко В.П., Имшенник B.C., «Двумерная магнитогидродинамическая модель плазменного фокуса Z -пинча» в сб. Вопросы теории плазмы. Под ред М.А. Леонтовича. Вып. 8. М.: Атомиздат, 1974, с. 164

100. В.А. Грибков, Ф.И. Григорьев, Б.А. Калин, В.Л. Якушин, «Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов» / Под ред. Б.А. Калина. М.: Круглый год, 2001.

101. E.H. Аврорин «Фундаментальные исследования ядерных взрывов» в кн. «Ядерной науке и техники России 50 лет» Стр.67.

102. З.И. Мезох, В.А. Янушкевич, Л.И. Иванов // «Образование точечных дефектов в Ni при воздействии гигантских импульсов ОКГ». ФХОМ, 1971. №4. с. 273-276

103. В.Х. Мирзоев, Л.А. Шелепин. «Распространение нелинейных ударных продольных волн деформации в твердом теле с учетом взаимодействия с точечными дефектами». Препринт ФИАН, № 16, 2002 г.

104. Л.И.Иванов, Н.А.Литвинова, В.А.Янушкевич. Глубина образования ударных волн при воздействии лазерного излучения на поверхность монокристалла молибдена. Квантовая электроника, 1977, т.4, №1, с.204-206.

105. Г.Г.Бондаренко, Л.И.Иванов, В.А. Янушкевич. Воздействие гигантских импульсов лазера на микроструктуру алюминия. ФХОМ, 1973, №4, с. 19-21.

106. Е.Г.Пруцков, Ю.Н.Никифоров, В.А.Янушкевич. О природе дефектов в n-Si, облученном мощным лазерным импульсом. ФТП, 1981, в.8, с.1620-1622.

107. Ф.Мирзоев, Л.Шелепин. Нелинейные волны деформации и плотности дефектов в металлических пластинах при воздействии внешних потоков энергии. Техническая физика, 2001 г, №7, с. 1-10

108. И.В. Боровицкая, А.И. Дедюрин, Л.И. Иванов, О.Н. Крохин, В.Я. Никулин, А.А. Тихомиров. «Воздействие высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмы на ванадий» // Перспективные материалы, № 2, 2003, с. 10-15.

109. V.A. Evtikhin, I.E. Lyublinsky, A.V. Vertkov, L.I. Ivanov, O.N. Krokhin, V.Ya. Nikulin, S.N. Polukhin, A.A. Tikhomirov. "Investigation of the

110. Pulse Plasma Stream Influence on the Lithium Capillary Porous System"// Nukleonika, 2001, vol. 46, Suppl. 1, pp. SI 13—SI 15.

111. O.N. Krokhin, V.Ya. Nikulin, A.E. Gurei, S.N. Polukhin, A.A. Tikhomirov "Investigation of Cumulative Flows in Plasma Focus". Proc. of Int. Symp. «Plasma-2001», P.3.1, 2001, P. 72.

112. I.V. Borovitskaya, L.I. Ivanov, A.I. Dedyurin, O.N. Krokhin, V.Ya. Nikulin,

113. S.N. Polukhin, A.A. Tikhomirov. "Interaction of Cumulative Flows of Deuterium Plasma with Vanadium and Vanadium-Gallium Alloys". /Proc. of Int. Symp. «Plasma 2001», P. 263.

114. Jl.И. Иванов, И.В. Боровицкая, А.И. Дедюрин, О.Н. Крохин, В.Я. Никулин, А.А. Тихомиров. «Воздействие высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмы на сплавы системы V-Ga-Si» // Перспективные материалы, 2006, № 1, С. 36-42.

115. Л.И.Иванов, А.И.Дедюрин, И.В.Боровицкая, С.А.Масляев, О.Н.Крохин, В.Я. Никулин, А.А.Тихомиров, Ю.С.Авраамов,

116. A.Д.Шляпин. «Взаимодействие свинца с железом под действием высокотемпературной импульсной плазмы» // Перспективные материалы, 2007, №1, с.50-53.

117. Л.И.Иванов, А.И.Дедюрин, И.В.Боровицкая, О.Н.Крохин,

118. Carter G., Grant W. Ion implantation of semiconductors. Edwar Arnold. 1976. UK.

119. Бабаев В.П., Вальднер В.О., Заболотный В.Т., Мельников В.Н. Ионное перемешивание вольфрама и меди. // Физика и химия обработки материалов. №3. 1989. С.5-7.

120. Ivanov I., Komissarov A., Machlin N., Poliakov V. Materials surface modification by reactive gas-ion bombardment: Low-energy irradiation. // Vaccum. V 43. N 10. P.955-959. 1992.

121. Грибков B.A., Иванов Л.И. Применение высокотемпературной импульсной плазмы для испытания и характеристики материалов Proceeding VII Russian-Chinese Symposium. 13-18 September 2003. P. 129-142. «Интерконтактнаука», 2004.

122. Янушкевич В.А. "Закономерности образования точечных дефектов в ударной волне малой амплитуды". // Физика и химия обработки материалов. 1979. №2. С.47-51.

123. Никифоров Ю.Н., Янушкевич В.А. "Накопление дефектов в полупроводниковых материалах при лазерном воздействии". // Физика и техника полупроводников. 1980. Т.14. В.З. С. 534-538.

124. В.Я. Никулин. «Теневые, шлирен- и интерферометрические методы диагностики плазмы» В кн. «Энциклопедия низкотемпературнойплазмы», Вводный том II, под ред. В.Е. Фортова, Москва: Наука, 2000, стр. 545-552.

125. В.Я. Никулин, С.П. Цыбенко. «О вращении пинчевой плазмы» Тезисы докладов XXVIII Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, Москва, стр. 211, 2001.

126. V. Ya. Nikulin, S. N. Polukhin, and A.A. Tikhomirov. "A Simple Criterion for the Snowplowing Efficiency of the Working Gas in a kJ Plasma Focus" // Plasma Physics Reports, Vol. 31, No. 7, 2005, pp. 591-595.

127. V. Ya. Nukulin and S. N. Polukhin. "Saturation of the Neutron Yield from Megajoule Plasma Focus Facilities" // Plasma Physics Reports, 2007, Vol. 33, No. 4, pp. 271-277.

128. V.Ya. Nikulin, S.P. Tsybenko A Simple Model of Davydov-Zakharov Class for Plasmas in Magnetic Field: Discontinuous Solutions Physica Scrypta, 1997, Vol. 55,90-92.

129. M. Borowiecki, B. Bienkowska, S. Jednorog, L. Karpinski, M. Paduch, M. Scholz, M. J. Sadowski. "Investigation of pinch dynamics in plasma focus discharges by means of fast-streak- and fast-frame-cameras" // Czech. J. Phys. 56 (2006) В185.

130. O.N. Krokhin, N.V. Kalachev, V.Ya. Nikulin, Yu.S. Malafeev, S.N. Polukhin, S.P. Tsybenko "Plasma-Current Structures of Plasma Focusduring the Current Disruption", Czech. J. Phys., vol.50, Suppl. S3, pp. 97100, 2000.

131. Я.Б. Зельдович, Ю.П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродина-мических явлений, М: Наука, 1966.

132. Sholz М., Workshop and Expert Meeting, in Proceedings of International Centre for Dense Magnetized Plasma, Warsaw, Poland, November, 2004. P. 210.