Физика высокотемпературной плазмы. Фундаментальные проблемы динамики, удержания и нагрева плазмы в трехмерных магнитных конфигурациях. (заключительный, этап № 4)

Объектом исследований является плазма, создаваемая и нагреваемая в трехмерных магнитных конфигурациях, к которым относятся тороидальная магнитная ловушка стелларатор и плазменный токовый слой, а также применение плазменных методов в изучении процессов в газах, микропорошках и биологических тканях. Изучались процессы формирования, нагрева и ускорения заряженных частиц плазмы в трехмерных магнитных конфигурациях стелларатора и плазменного токового слоя, а также в газах, микропорошках и биологических тканях. Метод получения и нагрева плазмы в тороидальной трехмерной магнитной конфигурации стелларатора основан на применении мощного (0,2-1 МВт) импульсного (2–12 мс) СВЧ излучения на частоте 75 ГГц (вторая гармоника электронного циклотронного резонанса). СВЧ излучение вводится в тороидальную вакуумную камеру стелларатора для возбуждения разряда в водороде и получения полностью ионизованной плазмы с электронной температурой 1-1,5 кэВ. Плазменный токовый слой формируется в плазме, созданной предварительно в квазистационарном неоднородном магнитном поле с особой линией X типа, в результате возбуждения электрического тока. В плазменном токовом слое, сформированном в трехмерном магнитном поле, изучались процессы ускорения и нагрева ионной компоненты плазмы. Область применения результатов: ядерная физика, термоядерные исследования, физика и техника горячей плазмы. Полученные в 2022 году данные необходимы для понимания механизмов удержания и нагрева плазмы в магнитных конфигурациях стеллараторного типа, анализа турбулентных процессов в плазме и их влияния на удержание плазмы в тороидальных магнитных ловушках. Полученные новые данные важны при формировании концепции перспективных стеллараторов для получения плазмы с субтермоядерными параметрами. Новые данные о нагреве и ускорении ионов плазмы, полученные в токовых слоях в лабораторной установке, важны для понимания процессов в магнитосфере Земли и вспышках на Солнце. Эти данные могут быть использованы для анализа и предсказания сильных электромагнитных возмущений, происходящих в ближнем космосе и атмосфере вследствие взаимодействия высокоэнергетичных заряженных частиц солнечного ветра с магнитосферой Земли.