Исследование плазмы

Об ускорении и удержании ионов полем виртуального катода в плазме наносекундного вакуумного разряда

Ю. К. Куриленков, И. С. Самойлов

Объединенный институт высоких температур РАН, г. Москва

Аннотация: Ранее на основе миниатюрного наносекундного вакуумного разряда малой энергии была реализована схема инерциального электростатического удержания с обратной полярностью. В эксперименте и $\rm PiC$-моделировании обнаружена возможность удержания и ускорения ионов до энергий в десятки кэВ полем виртуального катода в наносекундном вакуумном разряде. Экспериментально получены как $\rm DD$-нейтроны, так и $\alpha$-частицы из безнейтронной реакции протон–бор. В данной работе приводятся результаты $\rm PiC$-моделирования в электромагнитном коде КАРАТ процессов, приводящих к реакции протон–бор для реальной геометрии электродов, использованной в первых экспериментах по безнейтронному синтезу в одном миниатюрном устройстве на основе наносекундного вакуумного разряда. Из них следует, что общий выход $\alpha$-частиц происходит в эксперименте за счет лишь разовых схождений протонов и ионов бора к оси разряда, ускоряемых в очень узкой потенциальной яме, а осцилляций ионов за время приложенного импульса напряжения практически нет. Формирование более объемной потенциальной ямы (широкой по радиусу и протяженной по оси разряда) с хорошо выраженными осцилляциями протонов и ионов бора может обеспечить заметное увеличение выхода реакции протон–бор.

УДК: 533.922

Поступила в редакцию: 27.09.2023
Исправленный вариант: 02.10.2024
Принята в печать: 08.10.2024

DOI: 10.31857/S0040364424050023