Моделирование взаимодействия плазма-стенка в термоядерных установках с помощью магнетронной распылительной системы

Первостепенными задачами для обеспечения работоспособности термоядерных установок являются снижение потоков энергии на стенку и ограничение потоков частиц, поступающих в плазму со стенки в результате эрозии последней Испытания материалов плазмообращенных компонент в полномасштабных термоядерных установках дороги и требуют существенных затрат времени. В связи с этим актуальны исследования на достаточно простых экспериментальных стендах, моделирующих процессы взаимодействия плазмы со стенкой для требуемых условий при помощи низкотемпературных плазменных устройств. В диссертации для исследований взаимодействия плазма-стенка использовалась магнетронная распылительная система. Реализованы режимы работы магнетронной системы, необходимые для корректного моделирования процессов в пристеночной плазме и диверторе термоядерных установок. Разработана физико-математическая модель для расчета движения электронов в частично замагниченной плазме с учетом их неупругих соударений с атомами плазмообразующего газа. Разработан и реализован расчетно-экспериментальный бесконтактный метод пространственного определения параметров плазмы осесимметричных разрядов в инертных газах. Получены зависимости содержания изотопов водорода в осажденных в среде дейтерия вольфрамовых пленках от давления плазмообразующего газа и расстояния до поверхности осаждения. Выявлено и объяснено существенное влияние быстрых водородных атомов на структуру пористых вольфрамовых пленок, которые могут образовываться на поверхностях плазмообращенных элементов конструкции термоядерных установок.