Нелинейные процессы и волны в сильнонеравновесных плазменных системах с высокоэнергичными частицами и течениями

Предлагаемый проект направлен на экспериментальное и теоретическое исследование нелинейных процессов в слабостолкновительной частично замагниченной плазме (с замагниченными электронами и слабо замагниченными ионами) с акцентом на изучение механизмов неустойчивостей, волнового нагрева плазмы и формирования высокоэнергичных плазменных структур в магнитных ловушках. Естественное разделение масштабов между ионными электронным ларморовскими радиусами предлагает уникальные способы создания и управления такой плазмой, используемой для многих практических приложений. При этом по своим свойствам плазма с незамагниченной или частично замагниченной ионной компонентой в относительно слабом магнитном поле качественно отличается от сильно замагниченной "термоядерной" плазмы и до сих пор слабо изучена. В проекте будут исследованы физические процессы, протекающие в плазменных разрядах, параметры и характеристики которых определяются сложным равновесием в нелинейной системе, включающей микроскопические турбулентные флуктуации, связанные с развитием различных плазменных неустойчивостей, и эволюцию макроскопических параметров, таких как: электрический ток, подводимая ВЧ мощность, потоки частиц и давление плазмы. Одной из целейисследования будет разработка адекватных физических моделей для предсказательного моделирования и описания таких нелинейных состояний, а также исследования возможности их реализации в различных практических случаях. В предлагаемой 3-х летней исследовательской программе основное внимание будет уделено трем связанным между собой задачам: (1) экспериментальное исследование процессов формирования, удержания и излучения высокоэнергичных сгустков электронов в плазме с ЭЦР нагревом, (2) экспериментальное и теоретическое изучение неустойчивостей, нелинейных колебаний и транспортных процессов в турбулентной низкотемпературной частично замагниченной плазме, (3) разработка теоретических моделей и вычислительных средств для предсказательного моделирования плазмы в электроракетных двигателях (ЭРД), устройствахплазменной обработки материалов, компактных источниках ионов и рентгеновского излучения.