Формирование интенсивного пучка многозарядных ионов из плотной плазмы, создаваемой мощным миллиметровым излучением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Сидоров, Александр Васильевич

• Сидоров, Александр Васильевич
• кандидат физико-математических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Сидоров, Александр Васильевич

Введение.

Глава 1. Экспериментальная установка и методы диагностики.

1.1. Описание экспериментальной установки.

1.2. Система извлечения ионов.

1.3. Системы транспортировки и диагностики ионного пучка.

Глава 2. Создание плотной плазмы в магнитных ловушках с квазигазодинамическим режимом удержания.

2.1. Экспериментальное исследование генерации многозарядных ионов в плазме ЭЦР разряда, создаваемой в ловушке со встречными полями.

2.2. Экспериментальное исследование «нерезонансного» разряда.

2.3. Численный анализ «нерезонансного» СВЧ разряда.

Глава 3. Формирование яркого пучка ионов из плотной плазмы.

3.1. Формирование пучка многозарядных ионов высокой яркости из плотной плазмы ЭЦР разряда.

3.2. Подавление шумов ионного пучка.

3.3. Эмиттанс и распространение пучка.

3.4. Формирование пучка ионов, извлекаемых из плазмы «нерезонансного» разряда.

Глава 4. Извлечение интенсивного пучка многозарядных ионов из плотной плазмы ЭЦР разряда.

4.1. Особенности извлечения интенсивных пучков ионов.

4.2. Предпосылки использования многоапертурной системы экстракции в ЭЦР источнике ионов с квазигазодинамическим режимом.

4.3. Результаты экспериментов с многоапертурной системой извлечения ионов.

4.4. Измерение эмиттанса сильноточного пучка, экстрагированного из плазмы ЭЦР разряда.

4.5. Обсуждение возможности практического использования интенсивных пучков тяжелых многозарядных ионов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование интенсивного пучка многозарядных ионов из плотной плазмы, создаваемой мощным миллиметровым излучением»

В последнее время наблюдается быстрое развитие технологий, связанных с использованием пучков ионов; например, обработка и модификация поверхностей полупроводников [1], ионно-лучевая эпитаксия [2] и имплантация [1], воздействие на раковые опухоли [3] и т.д. Широко используются интенсивные пучки частиц и в научных исследованиях, например, для дополнительного нагрева плазмы в тороидальных установках термоядерного синтеза [4], для нагрева специальных мишеней в установках инерционного термоядерного синтеза [5], для синтеза новых сверхтяжелых элементов [6], получения экстремальных состояний вещества [7] и т.д. Все это стимулирует высокую активность в исследованиях и совершенствовании источников ионов.

К настоящему времени созданы и активно используются несколько классов источников ионов, отличающихся как способом создания плазмы, так и параметрами производимых пучков. Подробное описание источников ионов различных типов и способов их применения собраны в целом ряде монографий, см., например, [8]. Одной из актуальных является задача создания источников многозарядных ионов (МЗИ) тяжелых элементов [9-11], которые находят широкое применение, как в науке, так и в технике. Дело в том, что энергия ускоряемых ионов зависит от заряда иона и растет пропорционально заряду в линейных и пропорционально квадрату заряда в циклотронных ускорителях, т.е. использование многозарядных ионов позволяет при тех же ускоряющих напряжениях получать существенно большие энергии ионов или, соответственно, снижать ускоряющие напряжения при сохранении энергии частиц. Кроме того, например, от величины заряда иона зависит эффективность его торможения в веществе, что может быть важно в экспериментах по получению экстремального состояния вещества и, в том числе, в исследованиях по инерциальному термоядерному синтезу на тяжелых ионах (ИТС), и онкологии.

Среди источников МЗИ отметим источники на основе разряда низкого давления, поддерживаемого в открытой магнитной ловушке электромагнитным излучением в условиях электронно-циклотронного резонанса (ЭЦР). ЭЦР источники выгодно отличаются от источников других типов в тех случаях, когда требуется умеренно высокий средний заряд ионов (например, 7-9 для аргона) при достаточно большом полном токе пучка (~ 1 мА). Они имеют большой ресурс работы, стабильны, позволяют легко менять рабочее вещество. Эти источники широко применяются, например, для получения интенсивных пучков МЗИ и инжекции их в циклотронные ускорители; более того, можно утверждать, что создание ЭЦР источников многозарядных ионов вдохнуло новую жизнь в циклотронные ускорители, существенно расширив возможности последних. В настоящее время более 50 источников МЗИ на основе ЭЦР уже работают в ускорительных центрах мира, а все новые циклотронные комплексы создаются в расчете на работу с источниками многозарядных ионов этого типа.

Широкое применение ЭЦР источников МЗИ требует постоянного совершенствования их работы - повышения интенсивности ионных пучков, увеличения заряда ионов, улучшения качества пучка.

Один из путей совершенствования ЭЦР источников МЗИ связан с повышением частоты и мощности СВЧ накачки. В работах [12, 13] экспериментально было продемонстрировано значительное увеличение выхода многозарядных ионов из ЭЦР источника при изменении частоты греющего СВЧ излучения с 10 до 18 ГГц - ток ионов со средним по распределению зарядом увеличился пропорционально квадрату частоты накачки. Это связано с тем, что в ЭЦР разряде предельно достижимая плотность плазмы определяется частотой СВЧ излучения, так как при приближении ее концентрации к критическому значению эффективность нагрева резко падает из-за усиления рефракции излучения.

В последние несколько лет высокочастотное излучение современных гиротронов успешно используется в экспериментах с классическими ЭЦР источниками ионов [14 -16]. Для удержания плазмы в таких источниках используются открытые магнитные ловушки с конфигурацией магнитного поля «минимум В» [9], которая формируется комбинацией поля простого пробкотрона и поля многополюсной магнитной системы (обычно шестиполюсной), являющейся аналогом «палок Иоффе». Данная конфигурация магнитного поля обеспечивает эффективную стабилизацию МГД возмущений плазмы в ловушке. Такие системы позволяют создавать плазму с концентрацией электронов от

11 12 3

1-10 до 5-10 см" при их температуре до нескольких кэВ. Основным преимуществом описываемых источников является большое время жизни плазмы в магнитной ловушке, за счет которого обеспечивается глубокая обдирка ионов. Максимальная частота СВЧ накачки, используемая в классических ЭЦР источниках МЗИ, в настоящее время составляет 28 ГГц [14, 15]. Дальнейшее повышение частоты греющего излучения в таких системах оказывается ограничено рядом проблем. Создание ловушек с конфигурацией магнитного поля «минимум В», рассчитанных на частоты накачки свыше 30 ГГц, на современном этапе представляется весьма затруднительным из-за необходимости использования очень сильных полей при сложной их структуре. В результате нагрузка на элементы магнитной системы становится очень велика, поэтому ловушки с неосесимметричной конфигурацией магнитного поля оказываются очень дорогими.

Следовательно, проблема поиска более простых осесимметричных магнитных ловушек для удержания плазмы в ЭЦР источниках МЗИ становится особенно актуальной.

Хорошие предпосылки для развития исследований ЭЦР разряда, поддерживаемого мощным миллиметровым излучением, в качестве источников многозарядных ионов нового поколения имеются в ИПФ РАН. Там накоплен необходимый опыт проведения экспериментальных и теоретических плазменных исследований; созданы мощные гиротроны, по уровню разработок которых ИПФ РАН занимает ведущее положение в мире. В институте давно и успешно занимаются исследованиями в области электронно-циклотроного резонансного создания и нагрева плазмы в различных магнитных ловушках.

Уже первые эксперименты, проведенные в ИПФ РАН с использованием мощного СВЧ излучения гиротрона на частоте 37.5 ГГц, [17] подтвердили перспективность повышения частоты греющего излучения. Отметим, что в ходе этих исследований экспериментально наблюдался принципиально другой характер удержания плазмы в ловушке, отличный от используемого в классических современных ЭЦР источниках. При достаточно высокой плотности плазмы может реализоваться так называемый квазигазодинамический режим удержания [18], время жизни плазмы в котором мало и не зависит от ее концентрации. Несмотря на небольшое время жизни плазмы в ловушке, за счет высокой плотности плазмы параметр ее удержания (произведение концентрации плазмы на время ее жизни) может достигать достаточного уровня для эффективной генерации МЗИ. В этом случае плотность потока плазмы из ловушки через ее пробки оказывается на несколько порядков выше, чем в используемых классических ЭЦР источниках, что делает возможным получение ионных пучков с рекордно высоким током. Однако задача формирование пучков ионов из плотной плазмы ЭЦР разряда представляется достаточно сложной. Это обусловлено необходимостью использования высоких экстрагирующих напряжений, особенностями формирования пучка в сильном магнитном поле, существенным влиянием пространственного заряда пучка на его распространение.

Таким образом, основными целями диссертационной работы являются исследование процессов создания плотных потоков плазмы из магнитной ловушки в условиях реализации квазигазодинамического режима и формирование ярких и интенсивных пучков ионов, извлекаемых из плотной плазмы СВЧ разряда.

Отметим, что использование для удержания плазмы простой осесимметричной магнитной ловушке в условиях квазигазодинамического режима обладает рядом преимуществ по сравнению с классическими ловушками. Дело в том, что используемый в классических источниках режим удержания оказывает существенное влияние на процесс формирования пучка ионов. Извлекающая система (экстрактор) располагается близко к магнитной пробке ловушки, величина магнитного поля в которой, как уже было сказано, достаточно велика. К тому же, наличие гексаполей влияет на пространственную структуру потока плазмы, делая ее неоднородной, что в экспериментах проявляется в виде характерных «звездообразных» следов, которые плазма оставляет на электроде, непосредственно с ней соприкасающемся. Это существенно снижает эмиссионную поверхность плазмы, которую можно эффективно использовать. Поэтому в классических ЭЦР источниках МЗИ, например, затруднительно использовать многоапертурные системы извлечения (даже если не принимать во внимание негативного влияния сильного магнитного поля на фазовую сформированность пучка - эмиттанс). А учитывая и не слишком высокую плотность потока плазмы в этих источниках (в лучших из них, в оптимальном для генерации МЗИ режиме, плотность тока по порядку величины не превышает 100 мА/см2), можно прийти к выводу, что максимально возможный ток ионов, который можно извлечь из таких источников ограничен. В «квазигазодинамическом» источнике всех выше указанных проблем, ограничивающих ток ионного пучка, не возникает. А именно, высокая плотность потока плазмы через пробку (до нескольких л

А/см ) позволяет располагать экстрактор за пробкой ловушки, в области разлета плазмы, где величина магнитного поля ниже. Это уменьшает эмиттанс и позволяет простым перемещением экстрактора вдоль оси системы регулировать плотность потока плазмы на экстрактор, не меняя при этом параметров плазмы (сохраняя плотность потока плазмы через пробку ловушки постоянной). Осесимметричная конфигурация магнитного поля позволяет добиться аксиальной симметрии потока на экстрактор, что делает возможным использование многоапертурных систем извлечения, а значит и получения токов пучка на уровне сотен миллиампер с хорошим качеством.

На основании проведенных в диссертационной работе экспериментальных и теоретических исследований оптимальных способов создания плотной сильнонеравновесной плазмы ЭЦР разряда в тяжелых газах в ловушке со встречными полями (простейшей ловушке, обеспечивающей стабилизацию магнитодинамических неустойчивостей плазмы [19]) показана возможность создания нового типа ЭЦР источника, использующего квазигазодинамический режим удержания плазмы -«квазигазодинамического» ЭЦР источника МЗИ. Основным преимуществом такого источника является возможность получения ионных пучков с током порядка 1 А, которые востребованы на сегодняшний день и в тоже время не могут быть сформированы за счет использования классических ЭЦР источников. Особенно интересны такие источники для создания короткоимпульсных пучков МЗИ (с длительностью импульса до 100 мкс) с высоким током, который предполагается использовать в экспериментах по исследованию эффекта осцилляций нейтрино в рамках крупного европейского проекта EURISOL [20]. Дело в том, что источник должен обеспечить генерацию мощных пучков многозарядных ионов радиоактивных изотопов гелия 6Не. В связи с сильно ограниченной возможностью производства данного изотопа источник таких ионных пучков должен быть принципиально импульсным и обеспечивать высокую эффективность использования радиоактивных частиц. Применение современных классических ЭЦР источников ионов в данном случае оказывается невозможно ввиду их низкой эффективности из-за большого времени пробоя газа и выхода плотности плазмы на стационарный уровень (более миллисекунды) по сравнению с необходимой длительностью импульса. Ионный пучок должен быть сформирован при стационарном горении разряда, когда средний заряд ионов в плазме и ток экстрагируемого пучка мало меняются. Вынос плазмы из ловушки на стадии пробоя приводит к слишком большим потерям дорогостоящих изотопов. Для уменьшения этих потерь ионов необходимо сокращение времени развития ЭЦР разряда, что может быть достигнуто при использовании импульсного газодинамического ЭЦР источника многозарядных ионов. Также потери дорогостоящих частиц при заданных параметрах системы экстракции и фиксированной концентрации плазмы существенно зависят от объема разрядной камеры источника. Это связано с тем, что в течение одного импульса экстрагируется ограниченное число частиц, которое определяется током пучка и зависит в основном от конструкции системы экстракции. Поэтому при меньшем объеме плазмы полное количество частиц в ловушке при заданной их концентрации также меньше, и значит, больший их процент извлекается в виде пучка в течение одного импульса. Таким образом, для большей эффективности ионного источника в плане утилизации частиц бНе нужно сконструировать его на базе ловушки малых размеров (длина меньше около 10 см), что также является существенным отличием от классических систем с длинами ловушек 50-100 см. Малое отверстие в плазменном электроде должно дополнительно повысить эффективность использования бНе, так как через отверстие диаметром 1 мм потери частиц между импульсами будут малы, и одни и те же частицы могут быть использованы в нескольких импульсах. При таких параметрах системы можно ожидать эффективность использования дорогих частиц до 30 %.

Другим не менее важным фундаментальное приложение, принципиально предполагающее использование интенсивных пучков тяжелых многозарядных ионов, является создание экстремального состояния вещества в воспроизводимых экспериментальных условиях (в отличие от взрыва). А в перспективе и об инерциальном управляемом термоядерном синтезе. При этом пучок используется для резкого изменения термодинамических параметров вещества мишени, на которую он сфокусирован, в результате эффективного кулоновского нагрева за счет передачи кинетической энергии пучка макроскопическим объемам вещества мишени. Генерируемые таким образом состояния представляют большой интерес для современной физики неидеалыюй плазмы и ее термоядерных и астрофизических приложений.

Тяжелые ионы передают свою кинетическую энергию веществу мишени в объеме вдоль траектории пробега частицы в процессе торможения. При этом важным достоинством пучка заряженных ионов является строгая линейная направленность трека частицы с выраженным пиком энерговыделения в конце пробега — так называемым пиком Брэгга [21]. Подобным свойством не обладает ни одно из других ионизирующих излучений.

Таким образом, интенсивные ионные пучки высокоэнергетичных тяжелых ионов обладают важным преимуществом с точки зрения возможности генерации экстремального состояния вещества в воспроизводимых экспериментальных условиях - подбором значения энергии частиц, их массы, заряда и геометрии мишени молено задавать профиль энерговыделения и обеспечивать эффективность поглощения энергии пучка до ~ 100%.

Способность тяжелых ионов нагревать вещество [22] характеризуется параметром Es - удельной вложенной энергией: где р - плотность вещества, N; — число частиц в пучке, Ro - радиус пятна фокусировки пучка на мишени, dE/(pdx) - удельные тормозные потери ионов в веществе мишени, зависящие в частности от массы и заряда ионов. Следовательно, для получения больших значений Es необходимо увеличивать ток ионов пучка и уменьшать эмиттанс; масса ионов, а также их заряд тоже важны.

Наиболее распространенные источники многозарядных ионов - так называемые классические» ЭЦР источники при всех своих достоинствах (высокий средний заряд ионов, сравнительно невысокий эмиттанс) не могут удовлетворить требованиям по току например, для достижения значений удельного энерговклада 10-400 кДжт"1 и соответствующей температуры 10-Н00 эВ при нормальной плотности и давлении более 1

10

Мбар требуется ионный импульс, содержащий 10 тяжелых ионов [23]). Традиционные сильноточные источники ионов (сотни мА), такие как, например, MEVVA, производят ионы с низким зарядом. В этой связи интересным представляется исследование возможностей использования газодинамического ЭЦР источника многозарядных ионов для получения интенсивных пучков.

Отметим и перспективы использования интенсивных пучков многозарядных ионов при обработке полупроводников, например, в КНИ (кремний-на-изоляторе) - технологии [24] где используются пучки с энергией на уровне 200 кэВ, и в этом случае пучки МЗИ позволяют существенно снизить ускоряющее напряжение и упростить технологии,

Кроме того, в диссертационной работе исследован новый тип разряда с квазигазодинамическим режимом удержания плотной плазмы — это разряд, возникающий в магнитной ловушке под действием микроволнового излучения . при величинах магнитного поля ниже резонансных, но достаточных для того, чтобы продольное время удержания было гораздо меньше поперечного. Для реализации такого разряда необходима предварительная достаточно сильная (затравочная) ионизация газа и существование нерезонансных механизмов нагрева плазмы. Такой источник ионов также способен создавать высокие плотности потоков плазмы через магнитную пробку ловушки. Правда при этом средний заряд ионов меньше ввиду снижения температуры электронов упадет по сравнению с ЭЦР разрядом. Тем не менее, описанный метод создания плазмы, благодаря возможности получения потоков ионов с высокой плотностью, может найти применение, например, в технологии обработки сложных поверхностей с мелким рельефом, которые невозможно обрабатывать с использованием традиционных источников ионизованных газов. Данный способ создания плазмы также может оказаться полезным при конструировании источников ионных пучков с высокой яркостью в тех случаях, когда нет необходимости в использовании МЗИ. Возможность поддержания разряда в низких магнитных полях позволяет создать плазмотрон с использованием постоянных магнитов, что значительно упрощает работу источника плазмы.

Объектами исследований, описанных в диссертационной работе, являлись плотная неравновесная плазма, удерживаемая в открытой осесимметричной магнитной ловушке, поддерживаемая мощным излучением миллиметрового диапазона длин волн и сильноточные пучки ионов, извлекаемые из такой плазмы

Научная новизна исследований, проведенных в диссертации, связана с тем, что СВЧ излучение гиротронов миллиметрового диапазона длин волн, использовавшееся в качестве СВЧ накачки в данной работе, позволяло создавать плазму с концентрацией свыше 10 см" , что более чем на порядок выше, чем в классических ЭЦР источниках МЗИ. При этом температура электронов достигала нескольких сотен эВ. В основной части проведенных исследований для удержания плазмы использовалась ловушка со встречными полями, которая обеспечивала стабилизацию МГД возмущений, возможность получать с помощью ловушки касп устойчивую плазму позволила добиться высокого уровня повторяемости экспериментальных данных и разработать эффективную систему высоковольтной экстракции.

Формирование пучков ионов из плотной плазмы ЭЦР разряда в тяжелых газах в таких ловушках с накачкой мощным СВЧ излучением гиротронов миллиметрового диапазона длин волн не исследовалось ранее. В ходе работы был исследован квазигазодинамический режим удержания неравновесной плазмы ЭЦР разряда в тяжелых газах в ловушках со встречными полями и впервые продемонстрировано, что из этой плазмы можно формировать как яркие пучки многозарядных ионов (достигнутая в ходе работы величина нормализованной яркости полного пучка в 30 A/[7t мм мрад] превышает лучшие мировые аналоги среди источников МЗИ), так и интенсивные пучки с токами в несколько сотен мА при умеренном нормализованном эмиттансе (не превышающим единицу л мм мрад), что среди имеющихся в мире источников МЗИ не имеет аналогов. Впервые численно и экспериментально продемонстрирована возможность стабилизации ионного пучка (когда ток извлекаемого пучка не зависит от колебаний плотности плазмы на эмиссионной поверхности) при извлечении из сверхплотной плазмы.

Научная и практическая значимость: как уже говорилось выше, успехи последних лет в ядерной физике связывают именно с широким применением ЭЦР источников многозарядных ионов для инжекции ионов в циклотронные и линейные ускорители. Исследования таких источников представляются актуальными для центров, эксплуатирующих ускорители тяжелых ионов. Использование плотной плазмы ЭЦР разряда с квазигазодинамическим режимом удержания позволило формировать импульсы многозарядных ионов с короткими фронтами, что определяет перспективность использования источников такого типа («квазигазодинамического» ЭЦР источника МЗИ) для генерации короткоимпульсных пучков радиоактивных ионов (20-100 мкс), производство которых требуется в рамках проекта «Beta Beam». При этом достаточно высокий ток пучка при малой площади эмиссионной поверхности обеспечивает существенный к.п.д. использования газа.

Демонстрация возможности формирования широких пучков мпогозарядных ионов с большим током делает возможным использование результатов диссертации в области технологии обработки поверхностей энергичными ионами, в экспериментах по программе термоядерного синтеза на тяжелых ионах, по получению экстремального состояния вещества в возобновляемых условиях. Эти данные, полученные в диссертации, предполагается использовать при создании сильноточного источника ионов Аг5+ для нового ускорительного комплекса тяжелых ионов SIS-100/300 в GSI (Дармштадт, Германия).

Данные диссертации использовались в работе Лаборатории субатомной физики и космологии (Гренобль, Франция), GSI (Дармштадт, Германия).

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. В первой главе описывается экспериментальная установка и особенности функционирования основных систем, описана применяемая в работе диагностическая аппаратура.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Сидоров, Александр Васильевич

Заключение.

Полученные в диссертационной работе основные научные результаты заключаются в следующем.

1. Исследованы особенности формирования пучков ионов из плотной плазмы разряда в магнитном поле с квазигазодинамическим режимом удержания с помощью одноапертурной двухэлектродной системы экстракции «квазипирсовой» геометрии с малым диаметром отверстия в плазменном электроде. Получены пучки ионов с яркостью, существенно превышающей яркость известных источников тяжелых ионов, использующихся в ускорителях тяжелых частиц. Для пучков многозарядных ионов азота, извлекаемых из плазмы ЭЦР разряда, поддерживаемой в ловушке со встречными полями, величина эмиттанс-нормализованной яркости достигала 30 А/(л мм мрад)2 при эмиттансе 0.01 л мм мрад, а для однозарядных пучков азота, л извлекаемых из плазмы «нерезонансного разряда» - 7 А/(л мм мрад) при нормализованном эмиттансе 0.02 ж мм мрад.

2. Исследовано поперечное распределение потока плазмы из осесимметричной магнитной ловушки в режиме квазигазодинамического удержания. Использование осесимметричной магнитной ловушки со встречными полями обеспечило получение однородных по поперечным координатам потоков плазмы на экстрактор, что позволило, за счет использования многоапертурной системы извлечения ионов, более чем на порядок по сравнению с существующими источниками многозарядных тяжелых ионов увеличить ток ионного пучка. Получены пучки ионов с током 150 миллиампер при нормализованном эмиттансе 0.9 л мм мрад.

3. Экспериментально и теоретически исследована зависимость тока ионного пучка, формируемого двухэлектродной экстрагирующей системой с протяженным пуллером, от плотности потока плазмы. Обнаружено, что ионный ток источника многозарядных ионов с квазигазодинамическим режимом удержания при высокой плотности потока плазмы практически перестает зависеть от ее величины. Предложен и экспериментально реализован способ подавления шумов и стабилизации ионного пучка за счет использования режима со «сверхплотной» плазмой.

4. Продемонстрирована возможность повышения степени компенсации ионного пучка, сформированного двухэлектродной многоапертурной системой, за счет образования запирающего для вторичных электронов потенциала в месте слияния элементарных пучков.

5. Обнаружен и исследован новый тип инициированного разряда низкого давления в магнитном поле, обеспечивающем поперечное удержание плазмы, но с величиной значительно меньше соответствующей электронному циклотронному резонансу. Показано, что предварительная ионизация напускаемого в ловушку газа позволяет получить разряд с квазигазодинамическим режимом удержания при интенсивностях СВЧ излучения гораздо более низких, чем без предварительной ионизации. Построена теоретическая модель, качественно объясняющая наблюдаемые явления и характерные параметры разряда (почти стопроцентная степень ионизации, низкая температура электронов - порядка 10 эВ, необходимость предварительной ионизации).

Список публикаций по теме диссертации.

1А] А.В.Водопьянов, С.В. Голубев, В.Г. Зорин, С.В. Разин, А.В. Сидоров, В.А. Скалыга, А.Г. Шалашов. Динамика СВЧ разряда в магнитном поле в условиях сильной предварительной ионизации газа // Изв. Вузов: Радиофизика, т. 46, № 8-9, с. 822-829, 2003. [2А] S.V Golubev, S.V. Razin, A.V. Sidorov, V.A. Skalyga, A.V. Vodopyanov, V.G. Zorin. High Current Density Ion Beam Formation from Plasma of ECR Discharge // Review of Scientific Instruments, v.75, n5, p. 1675-1677, 2004. [ЗА] A. Sidorov, V. Zorin, A. Balabaev, S. Kondrashev. High current density ion-beam extraction.

Radiation Effects&Defects in Solids, v. 160, n. 10-12, p. 495-497, 2005. [4A] A. Sidorov, I. Izotov, S. Razin, V.Skalyga, V. Zorin, A. Balabaev, S. Kondrashev, A Bokhanov. Ion beam formation in a gas-dynamic electron cyclotron resonance ion source. Review of Scientific Instruments, v.77, n3, p. 03A341-1 - 03A341-4, 2006. [5A] V. Skalyga, V. Zorin, I. Izotov, S. Razin, A. Sidorov, A. Bohanov. Gasdynamic ECR Source of Multicharged Ions Based on a Cusp Magnetic Trap // Plasma Sources Science and Technology, 15, p. 727-734, 2006.

6A] A. Sidorov, M. Dorf, V. Zorin, A. Bokhanov, I. Izotov, V. Skalyga, A.Vodopyanov, Noise Suppression and Stabilization of an Ion Beam Extracted from Dense Plasma, Journal of Applied Physics, Vol.102, No.5, p. 054504. [7A] A. Sidorov, M. Dorf, A. Bokhanov, I. Izotov, S. Razin, V. Skalyga, V. Zorin, A. Balabaev, P Spadtke, J. RoBbach. Multi-aperture ion beam extraction from gas-dynamic electron cyclotron resonance source of multicharged ions. Review of Scientific Instruments, 79, 02A317 (2008). [8A] А.В. Водопьянов, С.В. Голубев, В.Г. Зорин, С.В. Разин, А.В. Сидоров, В.А. Скалыга, А.Г. Шалашов. Создание плотной плазмы в прямой магнитной ловушке с малым полем. // Труды конференции "Физика низкотемпературной плазмы ФНТП-2004", Петрозаводск. [9А] I.Izotov, S.Razin, A.Sidorov, V.Skalyga, V.Zorin, R.Geller, T.Lamy, P.Sortais, T. Thuillier. Formation of Ion Beam from High Density Plasma of ECR Discharge. // Proceedings of the 16th International Workshop on ECR Ion Sources 'ECRIS'04'. Berkeley, California, USA, 26-30 September, 2004. p. 219-222 (2004). [10A] S. Golubev, A. Bokhanov, I. Izotov, S. Razin, A. Sidorov, V. Skalyga, A.Vodopyanov and V. Zorin. Multicharged ion formation in plasma of electron cyclotron resonance discharge. // Proceedings of 13th International Congress on Plasma Physics (ICPP'06), May 22-26, 2006(Kiev),D113p.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Сидоров, Александр Васильевич, 2008 год

1. Hirvonen J. К., Nastasi M., Hirvonen James К., Mayer James W. 1.n-solid Interactions: Fundamentals And Applications. Cambridge Univ. Pr. 1996.

2. Rabalais J. W., Al-Bayati A. H., Boyd K. J., Marton D., Kulik J., Zhang Z., and Chu W. K. Ion-energy effects in silicon ion-beam epitaxy. // Physical Review В. V. 53, p. 10781, 1996.

3. Muramatsu M., Kitagawa A., Sato S., Sato Y., Yamada S., Hattori Т., and Shibuya S. Development of the compact electron cyclotron resonance ion source for heavy-ion therapy. // Review of Scientific Instruments. V. 71, p. 984-986, 2000.

4. Габович М.Д., Плешивцев H.B., Семашко H.H. Пучки ионов и атомов для УТС и технологических целей. М.: Энергоатомиздат, 1986.

5. Kwan J.W. High current injectors for heavy ion driven inertial fusion. // Review of Scientific Instruments. V. 71, p. 807-809, 2000.

6. B.E. Фортов, Д. Хоффманн, Б.Ю. Шарков. Интенсивные ионные пучки для генерации экстремальных состояний вещества.// УФН. Т. 178, №2, с. 113-138, 2008.

7. Физика и технология источников ионов.// Под ред. Я. Брауна. М.: Мир. 1998.

8. Geller R. Electron cyclotron resonance ion sources and ECR plasmas. Institute of Physics. Bristol. 1996.

9. E. D. Donets. Electron beam ion sources and their development at JINR. // Review of Scientific Instruments. V. 61, p. 225-229, 1990.

10. J. A. Bykovsky. Laser-plasma ion sources. // Review of Scientific Instruments. V. 63, p. 2788, 1992.

11. Geller R. ECRIS closing remarks. // Journal de Physique. Colloque CI. Suppl. N1, V. 50, p. 887-892, 1989.

12. Geller R., Jacquot В., Sortais P. The upgrading of the multiply charged heavy-ion source Minimafios. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. V. A243, p. 244-254, 1986.

13. Leitner D., Lyneis C.M. Abbot S.R. et al. // Proc. 16th Intern. Workshop on ECR Ion Sources, Berkeley, California, USA, p. 3, 2004.

14. Bouly et al. // Review of Scientific Instruments, V. 73, No 2, p. 528, 2002.

15. Zhang Z.M., Zhao H.W., Sun L.T. et al. // Review of Scientific Instruments. V.77, No 3, part 2, 03A308, 2006.

16. Golubev S.V., Zorin V.G., Zorina T.N., Razin S.V. // Proc. Int. Workshop on Strong Microwaves in Plasmas. N.Novgorod. V.l, p. 485-489, 1991.

17. Golubev S.V., Zorin V.G., Razin S.V. // Proc. Int. Workshop on Strong Microwaves in Plasmas, N.Novgorod. V. 1, p. 363, 1996.

18. Haines M.G. //Nuclear Fusion, V. 17, p. 811, 1977.

19. Lau C., Cheikh M., Essabaa S., Arianer J. et al. // Review of Scientific Instruments. V.77, No 3, part 2, 03A706, 2006.

20. Bakhmetjev I E et al. Research into the advanced experimental methods for precision ion stopping range measurements in matter.// Laser Part. Beams. V. 21, p. 1, 2003.

21. Hoffmann D H H et al. Present and future perspectives for high energy density physics with intense heavy ion and laser beams. // Laser Part. Beams. V.23, p. 47, 2005.

22. Henning W. F. //Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. В. V. 214, p. 211, 2004.

23. Shahide G.G. SOI technology for the GHz era. // IBM Journal of Research and Development. V. 46, No 2/3, p. 121-131.

24. B.JI. Гинзбург. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967, стр. 157.

25. Физика и технология источников ионов. // Под ред. Я. Брауна. М.: Мир, 1998, стр. 77.

26. Applied Charge Particle Optics.// Edited by A. Septier. New York: Academic Press, 1980, p. 214.

27. В.П. Пастухов. Классические продольные потери плазмы в открытых адиабатических ловушках. В сборнике «Вопросы теории плазмы», вып. 13. // Под ред. Б.Б Кадомцева. М.: Энергоатомиздат, 1984.

28. Golubev S.V., Zorin V.G., Razin S.V. // Proc. Int. Workshop on Strong Microwaves in Plasmas, N. Novgorod, 1996. v. 1, p. 363.

29. Golubev S.V., Razin S.V., Vodopyanov A.V., Zorin V.G. // Trans. Fusion Technol. V. 35, p. 288, 1999.

30. Golubev S.V., Zorin V.G., Zorina T.N., Razin S.V. // Proc. Int. Workshop on Strong Microwaves in Plasmas. N. Novgorod. 1991. V.l, p. 485-489.

31. Haines M.G. //Nuclear Fusion. V. 17, p. 811, 1977

32. Post R.F. // Nuclear Fusion. V. 27, p. 1579, 1987.

33. Haines M.G. // Nuclear Fusion. V. 17, p.881, 1977.

34. Белавин М.И., Жильцов В.А., Кучеряев Ю.А. // Физика плазмы, т. 16, №.8, стр. 984, 1990.

35. Sudlitz К. // J. Phys. Colloq. 50, С1-779, 1989.

36. Delaunay М. // Review of Scientific Instruments. V.61, p. 267, 1990.

37. Sudlitz K., Lagodzinski A., Choinski J. // Proc. 11th Intern. Workshop on ECR Ion Sources, Groningem, Germany, 1993, p. 145.

38. Sudlitz K. // Proc. 12th Intern. Workshop on ECR Ion Sources, Saitama, Japan, 1995, p. 217.

39. А.Ф. Боханов, В.Г. Зорин, И.В. Изотов, С.В. Разин, А.В. Сидоров, В.А. Скалыга. // Физика плазмы, т. 33, № 5, с. 385-394, 2007.

40. Lotz W. // Zeit. fur Phys., V. 216, p. 241, 1968.

41. Voronov G.S. // Atomic Data and Nuclear Data Tables, V. 65 (1), p. 1, 1997.

42. B.E. Голант, А.П. Жилинский, И.Е. Сахаров. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977, стр. 270.

43. В.Е. Голант, А.П. Жилинский, И.Е. Сахаров. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977, стр. 326.

44. V. Skalyga, V. Zorin, I. Izotov, S. Razin, A. Sidorov, A. Bokhanov. // Plasma Sources Science and Technology, V. 15, p. 727-734, 2006.

45. Мак-Доналд А. Сверхвысокочастотный пробой в газах. М.: Мир, 1969, стр. 206.

46. Райзер. Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992, стр. 19, 31.

47. Pierce J.R. Theory and Design of Electron Beams. Toronto: Van Nostrand, 1954, pp. 177, 181.

48. Физика и технология источников ионов. // Под ред. Я. Брауна. М.: Мир, 1998, стр. 42.

49. Панасенков А.А., Семашко Н.Н. // Журнал технической физики. Т. 40, стр. 2525, 1970

50. Габович М.Д., Плешивцев Н.В., Семашко Н.Н. Пучки ионов и атомов для УТС и технологических целей. М.: Энергоатомиздат, 1986, стр. 8.

51. J.R. Coupland, T.S. Green, D.P. Hammond, A.C. Reviere. // Review of Scientific Instruments. V. 44, p. 1258, 1973.

52. INP, Junkerstr. 99, 65205 Wiesbaden, Germany.

53. Незлин M.B. //Журнал технической физики. Т. 30, стр. 168, 1960.

54. Н.Н. Семашко, А.Н. Владимиров, В.В. Кузнецов, В.М. Кулыгин, А.А. Панасенков. Инжекторы быстрых атомов водорода. М.: Энергоиздат, 1981, стр. 34-39.

55. Физика и технология источников ионов. // Под ред. Я. Брауна. М.: Мир, 1998, стр. 86.

56. А.Т. Форрестер. Интенсивные ионные пучки. М.: Мир,1991, стр. 122.

57. S. Humphries, Jr., С. Burkhart, S. Coffey, G. Cooper, L. K. Len, M. Savage, and D. M. Woodall. // Journal of Applied Physics. V. 59, №6, p. 1790-1798, 1986.

58. A. Anders, R. Hollinger. // Review of Scientific Instruments. V. 73, №2, p. 732-734, 2002.

59. E. Oks, P. Spadtke, H. Emig, and В. H. Wolf. // Review of Scientific Instruments. V. 65, p. 3109-3112, 1994.

60. I. G. Brown, P. Spadtke, D. M. Ruck, and В. H. Wolf. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. V. 295, p. 12-20, 1990.

61. The Physics and Technology of Ion Sources. // Edited by I. Brown. John Wiley & Sons Inc., 2004.

62. Физика и технология источников ионов. // Под ред. Я. Брауна. М.: Мир, 1998, стр. 119.

63. W.D. Kilpatrick. //Review of Scientific Instruments. V. 28, p. 824, 1957.

64. R. Keller, P. Spadtke, and K. Hofmann. // Springer Series Electrophysics. V. 11,"p. 69, 1983.

65. D. P. Grote, A. Friedman, I. Haber, W. Fawley, and J.-L.Vay. Nuclear Instruments. New developments in WARP: Progress toward end-to-end simulation. // Methods of Physics Researches, Sect. A. V. 415, p. 428-432, 1998.