FAIR жобасы үшін тета пинч плазмасы негізінде иондық стрипперді зерттеу

Аңдатпа

Үдеткіш қондырғылардың жаңа түрін жасауда иондарды сыдыру әдісімен жоғары зарядты күйге ауыстыру соңғы кездері басты назар аудартып отыр және осы себепті салыстырмалы анализді қажет ететін өзекті тақырыптардың біріне айналды. Қазіргі уақытта бөлшектердің зарядын жоғарылату үшін сыдыру ортасы ретінде негізінен газ және фольга қолданылады. Алайда олардың тиімділігі және жұмыс жасау мерзімі төмен. Бұлармен салыстырғанда, баламалы сыдыру ортасы ретінде плазманы пайдалану газға қарағанда әлдеқайда жоғары тиімділікке ие және фольгаға қарағанда ұзақ мерзімде жұмыс жасайды [1-13]. Сондықтан Германияның Дармштадт қаласындағы FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) жобасына плазмалық стриппер ұсынылды.

Осы тақырыпты одан әрі дамыту үшін Франкфурт университетінің қолданбалы физика институтының плазма физикасы тобы Z-пинчті плазманы баламалы сыдыру ортасы ретінде зерттеп келеді. Осы зерттеулердің негізінде әртүрлі прототиптер мен шешімдер алынды [4-6], [8], [11], [14-16]. Сонымен қатар осы зерттеулердің нәтижесінде индуктивті байланысқан плазманы генерациялау үшін оңтайлы параметрлер анықталды, разряд түтігінің оңтайлы геометриясы, бөлшектердің концентрациясы және плазма температурасы есептелді, әр түрлі катушкалар конфигурациясы жасалды және экспериментте сыналды. Сондай-ақ олардың кейбіреулерімен (сфералық тета пинч және сфералық бұрандалы пинч) өмір сүру уақытттары бойынша салыстырулар жүргізілді.

Бұл зерттеулер FAIR үшін шамамен 10¹⁶ см^-3 диапазонында бөлшектердің концентрациясы жоғары толық иондалған сутегі плазмалық стрипперлерінің қазіргі жағдайын көрсетеді. Иондар ағыны мен плазманың өзара әсерлесуінен кейінгі және иондар ағыны мен салқын газ арасындағы өзара  әрекеттесуден кейінгі зарядтың таралуы өлшеніп, алынған нәтижелер бір-бірімен салыстырылды. Күткендей, плазмамен әсерлескеннен кейінгі зарядтың тиімді күйі газбен әсерлескеннен гөрі жоғары болатындығы анықталды (qp = 32,84 versus qgas = 29,41).