"Итоги науки и техники: Физика плазмы"

ред. Шафранов В.Д. том 11 ВИНИТИ. Москва 1990г.

1. Введение
2. Пристеночная плазма: упрощенные модели, влияние на процессы пе- реносов в токамаке
2.1. Простейшие модели пристеночной плазмы
2.2. Полная нульмерная модель пристеночной плазмы
2.3. Исследование полной нульмерной модели пристеночной плазмы
2.4. Самосогласованное моделирование поведения основной и пристеночной плазмы в токамаке
3. Двумерное моделирование процессов переноса в пристеночной плазме
3.L Гидродинамическое описание заряженных компонентов плазмы
3.2. Описание переноса нейтрального газа
3.3. Модели и программы
3.4. Результаты двумерного моделирования
4. Примеси
4.1. Механизмы поступления примесей
4.2. Динамика примесей в основной плазме
4.3. Динамика примесей в диверторном/лимитерном слое и вобъеме, дивертора
5. Отчачка гелия
6. Роль кинетических эффектов в пристеночной плазме
6.1. Нелокальные потоки тепла и импульса
4 6.2. Кинетика процессов переноса ионов примеси в диверторной плазме вдоль магнитного поля
7. Пограничные слои в плазме
7.1. Электростатические дебаевские слои
7.2. «Динамические» дебаевские слои
7.3. Дрейфовые (магнитные) слои
7.4. Граничные условия на контакте плазмы с материальными поверхностями
7.5. Течение плазмы в пред слое
8. Влияние дрейфового движения частиц на процессы переноса в пристеночной плазме
9. Поведение периферии шнура при большой плотности плазмы в разряде
10. Заключение
11. Список использованных источников информации

1. Введение
2. Отражение ионов от поверхности
3. Проникновение ионов в мишень
4. Радиационно-стимулированная диффузия
5. Физическое распыление
6. Химическое распыление
7. Радиационно-индуцированная сублимация графита
8. Роль состояния поверхности, напряжения, перепыленный слой
9. Воздействие мощных плазменных потоков на материалы
10. Список использованных источников информации

Еще в первых работах по магнитному термоядерному реактору 40 лет назад основоположники идеи магнитной термоизоляции плазмы А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм рассмотрели основные принципы «сосуществования» высокотемпературной плазмы со стенкой термоядерного реактора. Чтобы стенка реактора не подвергалась заметному распылению, энергия попадающих на стенку частиц, а следовательно, и температура пристеночной плазмы должны быть относительно невысокими — масштаба десятка электронвольт (при десятикиловольтной температуре сердцевины плазмы). Перенос на стенку всего потока тепла, поступающего к ней из центральной области, при условии низкой температуры пристеночной плазмы возможен только при высокой плотности плазмы на периферии. Повышению плотности и снижению температуры способствует «рециклинг» плазмы— нейтрализация заряженных частиц на стенке, возвращение их в плазму в виде нейтральных медленных атомов, ионизация и перезарядка в быстрые атомы, их ионизация и т. д. Следует отметить, что в идеализированной модели Тамма, Сахарова с чисто поперечными относительно магнитного поля классическими переносами тепла и частиц снижению температуры до 10 эВ способствовало повышение плотности плазмы по направлению к стенке вследствие классической термодиффузии» Действительная ситуация оказалась сложнее из-за аномальности переносов. Кроме того, наиболее реалистическим сейчас представляется взаимодействие плазмы с элементами конструкции посредством переносов вдоль магнитных силовых линий в наружном слое плазмы — «диверторная» или «лимитерная» системы. Тем не менее, решение проблемы плазма — стенка оказалось возможным.

В настоящее время, когда на установках токамак достигнута температура в десятки килоэлектронвольт и намечается переход к осуществлению реакторных режимов, физика пристеночной плазмы выходит на первый план исследований. В данном выпуске освещаются два аспекта этой проблемы. Первый —физика собственно пристеночной плазмы, второй — воздействие плазмы на стенку, определяющее, как плазма загрязняется продуктами ее распыления. Как в физике пристеночной плазмы, так и в физике взаимодействия частиц плазмы с поверхностью в последние годы обнаружен целый ряд новых процессов.

Так как пристеночная плазма — объект многопараметрический, изучение этих процессов невозможно без привлечения методов численного моделирования. Авторы первого обзора — кандидаты физико-математических наук Ю. Л. Игитханов, С. И. Крашенинников, А. С. Кукушкин и доктор физико-математических наук П. Н. Юшманов — освещают как физику явлений, происходящих в периферийной плазме, так и методы численного их моделирования.

Авторы второго обзора — доктора физико-математических наук М. И. Гусева и Ю. В. Мартыненко — рассматривают некоторые новые процессы взаимодействия ионов плазмы и а-частиц (продуктов термоядерной реакции) со стенкой реактора, а также различные виды усиленной эрозии материала стенокфизического распыления, химической эрозии, радиационно-стимулированной сублимации.