Том 50, № 7 (2024)

В экспериментах с инжекцией атомного пучка на сферическом токамаке Глобус-М2 были обнаружены наборы продолжительных гармоник тороидальных альфвеновских мод, равноудаленных друг от друга по частоте и сдвинутых от нуля на постоянную величину. При помощи микроволновой диагностики допплеровского обратного рассеяния определена центральная локализация тороидальных мод. В данной работе проверялась возможность «расщепления» тороидальных гармоник за счет допплеровского сдвига, вызванного тороидальным вращением плазмы. Установлено, что несдвинутая частота тороидальной альфвеновской моды, полученная из спектра сигнала магнитного зонда, находится в хорошем соответствии с частотой моды, рассчитанной на радиусе локализации, а частота вращения, также определенная из спектра сигнала магнитного зонда, коррелирует с частотой вращения, измеренной при помощи диагностики спектроскопии перезарядки, но отличается на постоянную величину. Обсуждаются возможные причины расхождений.

Представлены результаты предварительных экспериментов по измерению пространственной асимметрии потоков плазмы на установке ГОЛ-NB при помощи подвижного зонда Маха и описана эта диагностика. Эксперименты проводились в конфигурации с соленоидальным включением секций сильного магнитного поля. Была зарегистрирована ожидавшаяся динамика потоков плазмы в ловушке: течение вдоль магнитного поля от плазменной пушки с накоплением плазмы в центральной ловушке ГОЛ-NB и последующее истечение плазмы из центральной ловушки в две стороны после выключения плазменной пушки. В момент перехода от стадии накопления плазмы к стадии ее распада происходит инверсия направления течения плазмы во входной секции сильного поля. Обсуждается баланс частиц в центральной ловушке. Проведенные эксперименты показали, что данная методика может использоваться для изучения эффектов улучшенного удержания плазмы при переходе в многопробочную конфигурацию секций сильного поля, в которой, согласно теории, при оптимальных условиях должен возникнуть поток рассеянных обратно частиц, возвращающихся из многопробочных секций в область удержания.

Приведены результаты исследования неустойчивостей во взорванных плоских алюминиевых фольгах толщиной 4 мкм на генераторе ГВП с током короткого замыкания 10 кА и временем нарастания 350 нс. Динамика разрушения фольги при взрыве изучалась с помощью лазерного зондирования. В ходе экспериментов установлено, что при наличии собственной двумерной структуры фольги скорость развития неустойчивостей и их характер зависят от ориентации фольги относительно направления протекания тока. Выявлены условия, при которых происходит замедление развития неустойчивостей при взрыве фольг с двумерной собственной структурой.

Описан метод формирования алюминиевых и водородных плазменных струй. Проиллюстрирован механизм формирования протяженных плазменных структур, реализуемый в процессе горения сильноточного вакуумного дугового разряда. Показано, что фронт токонесущей плазмы распространяется с различной скоростью для алюминиевой и водородной плазмы. Водородная плазма имеет существенно большую начальную скорость (около 30 см/мкс) по сравнению с алюминиевой плазмой (около 10 см/мкс). Показано, что скорость движения основной массы водородной плазменной струи составляет около 9 см/мкс. При помощи спектральной диагностики было доказано, что водородный плазменный джет действительно состоит в основном из водорода.

Поле излучения от многомерного плазменного образования может обладать значительной долей асимметрии. Часто для нахождения светимости такого объекта используют одномерные модели с учетом различных поправочных коэффициентов несферичности. В работе представлена модель определения светимости асимметричных плазменных образований на основе согласованных многомерных радиационно-гидродинамических расчетов на примере сценариев сверхновых с наличием экваториального диска. Проведено сравнение с данными наблюдений сверхновой SN2009ip. Определены болометрические кривые светимости при наблюдении такого объекта в плоскости диска и с полюса. Сделан вывод о невозможности описания многомерной структуры поля излучения в рамках одномерной модели с поправочными коэффициентами – требуется проведение полного трехмерного моделирования.

Предполагается, что наблюдаемые низкочастотные шумы, регистрируемые на поверхности Марса, могут быть связаны с присутствием в его атмосфере заряженной пылевой компоненты и возникновением в такой системе пылевых звуковых возмущений, которые модулируют электромагнитную волну от Солнца. Также показана возможность данной связи с плазменно-пылевыми процессами в хвостах метеороидов. Описан механизм возбуждения модуляционной неустойчивости электромагнитной волны, связанной с пылевой звуковой модой в атмосфере Марса, а именно в пылевых облаках на высоте 60 и 100 км, где обнаруживается пылевая плазма с частицами из замерзшего углекислого газа. Показано, что развитие модуляционной неустойчивости обусловлено воздействием на пылевую плазму в атмосфере Марса высокочастотных электромагнитных волн как от природных источников (солнечное излучение, молниевые разряды), так и антропогенной природы (от оборудования с космических спутников и со станций на поверхности планеты). Найдены параметры электромагнитных волн накачки, при которых ожидается активное развитие модуляционной неустойчивости электромагнитных волн, связанной с пылевой звуковой модой и значения инкрементов модуляционной неустойчивости. Развитие модуляционной неустойчивости в пылевой плазме марсианских облаков в свою очередь может объяснить возникновение низкочастотных шумов, регистрируемых оборудованием на поверхности Марса. Обсуждается связь наблюдаемых радиошумов в диапазоне от 3 Гц – 3 кГц и плазменно-пылевых процессов в атмосфере Марса, в частности, в пылевых облаках на 60 и 100 км, а также в пылевой плазме хвостов метеороидов, где концентрация пыли высока.

Выполнено численное исследование инициирования положительного коронного разряда вблизи модельного гидрометеора в воздухе. В качестве моделей рассмотрены гидрометеоры в форме эллипсоида вращения и цилиндра с двумя полусферами на концах. Получены пороговые характеристики (напряженность внешнего электрического поля, заряд частицы) для гидрометеров различного размера и формы при атмосферном давлении 0.4–1 атм. Анализ результатов многочисленных вариантов расчетов показал, что пороговое значение напряженности поля на вершине гидрометеора определяется радиусом кривизны поверхности в этой точке и давлением воздуха. Получена универсальная зависимость приведенной пороговой напряженности поля от произведения радиуса кривизны поверхности на давление воздуха. Результаты моделирования говорят о возможности инициирования коронного разряда в грозовом облаке с вершины гидрометеора длиной менее сантиметра при подпороговой величине приведенной напряженности поля 10–15 кВ∕(см·атм).