CC BY
53
УДК 533.9.082
КИРИЙ Наталья Павлов на, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук. Автор 70 научных публикаций
ФРАНК Анна Глебовна, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук. Автор 176 научных публикаций
ГАВРИЛЕНКО Валерий Петрович, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник, заместитель генерального директора Научно-исследовательского центра по изучению свойств поверхности и вакуума Ростехрегулирова-ния России. Автор 220 научных публикаций
СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ ДВИЖЕНИЙ ПЛАЗМЫ В ТОКОВЫХ СЛОЯХ*
Работа посвящена изучению эволюции течений плазмы в токовых слоях. Впервые проведены измерения в ЗБ магнитных конфигурациях. Определена энергия тепловых и направленных движений плазмы и плотность плазмы в различных областях слоя. Проанализировано влияние продольного магнитного поля на процессы нагрева иускоре-ния плазмы.
Спектроскопия, токовые слои, нагрев и ускорение плазмы
1. Введение. Токовые слои - пространственно ограниченные области замагниченной плазмы, в которых благодаря магнитному пе-ресоединению может осуществляться преобразование избыточной энергии магнитного поля в энергию плазмы, ускоренных частиц и излучений [1-4]. Процессы магнитного пересоедине-ния составляют основу таких грандиозных природных явлений, как вспышки на Солнце и звездах, суббури в магнитосферах Земли и планет [1, 4,5],а также неустойчивости срыва в тока-
маках, нестационарные явления в импульсных разрядах [2].
Плазма токовых слоев создается в хорошо контролируемых лабораторных условиях [6-11] и поэтому является необычайно удобным объектом для развития и применения методов спектроскопии [11-19]. Большое разнообразие спектральных линий, излучаемых плазмой, позволяет определить различные плазменные параметры в пространственно разделенных областях токовых слоев, сфор-
* Работа выполнена при частичной поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 07-02-01409), Программы ОФН-15 РАН и Гранта Президента РФ НШ-452.2008.2.
Авторы выражают благодарность С.А. Литюшкину, A.B. Шелудяковой за помощь в обработке спектральных данных и С.Г. Бугрову за помощь при расчетах величин электродинамических сил в токовых слоях.
мированных в разных экспериментальных условиях [19-23].
Настоящая работа посвящена изучению динамики тепловых и направленных движений плазмы в токовых слоях, которые создавались в различных магнитных конфигурациях, при разряде в аргоне и гелии. Впервые были проведены измерения в трехмерных (ЗБ) магнитных конфигурациях и разных рабочих газах, результаты измерений сопоставлялись с данными, полученными в двумерных (2Б) конфигурациях.
Методика измерений скоростей плазмы основывалась на регистрации и анализе профилей спектральных линий ионов аргона и гелия, уширенных в основном за счет Доплер-эффек-та. Заметим, что направленные движения плазмы в токовых слоях имеют достаточно сложный характер: плазма может двигаться как к наблюдателю, так и от него, при этом скорости движения могут меняться вдоль направления наблюдения. Это приводит к усреднению доплеровских сдвигов спектральных линий вдоль оси наблюдения и, как следствие,
к их дополнительному уширению по сравнению с тепловым уширением (а не к сдвигу спектральных линий, как это часто наблюдается). Для того чтобы выделить скорости направленных потоков плазмы на фоне тепловых скоростей ионов, в данной работе спектральные измерения проводились одновременно в разных направлениях по отношению к токовому слою.
2. Экспериментальная установка и схема спектральных измерений. На рис. 1 приведены схематические изображения установки ТС-ЗБ [24] (а - вид с торца, б - вид сбоку) и оптическая схема спектральных измерений. Эксперименты проводились либо в 2Б магнитных полях с нулевой линией, либо в ЗБ полях с особой X линией. Напряженность ЗБ магнитного поля в зависимости от координат:
В = {ВХ; ВУ; В2} = {ку; кх; В2}, (1) где X линия совмещена с осью г, к - постоянный градиент поперечного магнитного
поля,
BZ - однородное продольное магнитное поле.
Рис. 1. Схема экспериментальной установки ТС-ЗБ (ИОФ РАН): а - поперечное сечение, б - вид сбоку.
I - система прямых проводников с токами для возбуждения 2Б магнитного поля с силовыми линиями в плоскости (х, у) и с нулевой линией на оси г, совмещенной с осью вакуумной камеры (2); 3 - витки тэта-разряда, с помощью которого создавалась начальная плазма; 4 - токовый слой, формирующийся при возбуждении в плазме электрического тока Л, направленного вдоль оси г; 5 - центральная область, из которой регистрировалось излучение плазмы в г-канале; 6 - катушки для возбуждения продольного магнитного поля Вг; 7 - сетчатые электроды; 8 - кварцевые окна; 9 - кварцевые линзы; 10 - кварцевые световоды;
II - монохроматор; 12 - фотоэлектронные умножители; 13 - осциллограф; 14 - персональный компьютер
Структура силовых линий поперечного магнитного поля в плоскости (х, у) показана на рис. 1а пунктирными линиями. В данных экспериментах градиент составлял Л = 0,5 кГс/см, а Вг = 2,9 кГс. При Вг = 0 магнитное поле является двумерным, с нулевой линией на оси 2.
X линия магнитного поля совмещена с осью цилиндрической кварцевой вакуумной камеры диаметром 18 см и длиной 100 см, которая предварительно откачивалась до 10 б Тор и затем заполнялась аргоном или гелием при давлении р = 28 мТор или р = 320 мТор соответственно. Начальная плазма в магнитном поле (1) создавалась с помощью системы предварительной ионизации, включающей четыре искровых инжектора и высоковольтный и-разряд. Затем между сетчатыми электродами, расположенными на торцах камеры на расстоянии Дг = 60 см, прикладывалось импульсное напряжение ир которое возбуждало электрический ток Jz в плазме, изменявшийся во времени по синусоидальному закону, с амплитудой /20 = 70 кА и полупериодом Т/2 = 6 мкс. Ток /2 инициировал 2Ь течения плазмы, которые приводили к сжатию плазмы и формированию токового слоя.
В измерениях использовалась двухканальная оптическая схема (рис. 16), которая позволяла одновременно регистрировать излучение плазмы в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В г-канале излучение плазмы собиралось из центральной квазицилиндрической области, вытянутой вдоль направления тока в слое (ось г). Во втором канале, предназначенном для изучения преимущественно направленных движений и эффектов с ним связанных, излучение плазмы собиралось вдоль ширины (большего поперечного размера) слоя (ось х).
В каждом из каналов кварцевая линза отображала выделенную часть плазменного слоя на торец кварцевого световода, который располагался практически в фокусе кварцевой линзы. Диаметры световодов составляли 0,36 и
1 мм (в 2- и х-каналах соответственно), длины - 10 м. Поперечное уменьшение оптической системы равнялось - 35-25, а продольное - 1200600 для 2- и х-каналов соответственно. Про-
странственное разрешение z-канала составляло -1,5 см, ах-канала - 2,5 см. Излучение плазмы по световодам передавалось на входную щель монохроматора МДР-3 с фокусным расстоянием объектива 600 мм и решеткой, имеющей 1200 шт/мм, обеспечивающей обратную линейную дисперсию D =13 Â/мм. Световоды располагались вдоль высоты входной щели монохроматора, вблизи центра щели.
Профили излучаемых плазмой спектральных линий регистрировались либо «по точкам», с помощью фотоэлектронных умножителей ФЭУ-106 и цифрового осциллографа Tetronix TDS 2014 (при разряде в аргоне), либо в одном импульсе работы установки с помощью программируемой электронно-оптической камеры «Nanogate 1-UF» (при разряде в гелии). В настоящих экспериментах длительность строб-импульса камеры (в пределах которого происходило усреднение спектральных данных) составляла 0,8 мкс.
3. Течения плазмы в токовых слоях, сформированных при разряде в аргоне в 2D и 3D магнитных конфигурациях. Экспериментальные уширения линии Ar II4806 Â, зарегистрированные при наблюдении вдоль поверхности 2D токового слоя (ось х), а также вдоль направления тока (ось z), приведены в табл. 1.
Из табл. 1 следует, что полуширины профилей спектральной линии Аг //4806 А составляют (0,6-0,9) Â при аппаратной ширине (0,5-0,6) Â, причем уширения, измеренные в х-направлении, всегда превышают уширения в z-направлении. Поскольку штарковское уширение линии Ar II 4806 Â составляет 0,02 Â при характерной плотности плазмы в слое ^е=101бсм 3 [25], можно сделать вывод, что зарегистрированные в эксперименте уширения обусловлены преимущественно эффектом Доплера. Уширения, измеренные в z-направлении, AÀz были связаны с тепловым движением ионов аргона, а полуширины AÀx обусловлены как тепловым, так и направленным движением ионов. На основе измерений полуширин Akz определялась температура ионов аргона 77, а на основе ДАх - суммарная энергия теплового и направленного дви-
Таблица 1
ПОЛУШИРИНЫ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ А11II 4806 А, ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫЕ ПРИ НАБЛЮДЕНИИ В г-Их- НАПРАВЛЕНИЯХ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ИМ ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ ТОКОВОГО СЛОЯ
СП
ю
Примечания. 1. Условия эксперимента:
2. Ширины аппаратных функций в г-
ФИЗИКА. МАТЕМАТИКА. ИНФОРМАТИКА
жения ионов Жх‘°‘ в разные моменты времени. Для определения энергии направленного движения плазмы Ж из суммарной энергии ионов вычиталась температура ионов 77 [26].
Температура 77 и энергия направленного движения ионов аргона Жх в зависимости от времени представлены на рис. 2. Видно, что температура ионов возрастает в диапазоне I = 2-5 мкс от 25 до 45 эВ,а энергии направленного движения - от 30 до 85 эВ соответственно. Подчеркнем, что приведенные значения энергий направленного движения ионов аргона являются средними, поскольку спектральные данные, из которых они получены, естественным образом усреднялись вдоль оси наблюдения (ось х).
Анализ результатов экспериментов показал, что ни температура, ни энергия направленного движения ионов аргона, практически
т„ \\;, эв
0 1,5 3,0 4,5 6,0
I, МКС
Рис. 2. Температура ионов Л (1) и средняя кинетическая энергия Wx (2) направленного движения ионов аргона в зависимости от времени. Условия эксперимента: разряд в аргоне, р = 28 мТор, Зг = 70 кА, к — 0,5 кГс/см, Вг = 0
не зависят от величины продольного магнитного поля В .
г
4. Течения плазмы в токовых слоях, сформированных при разряде в гелии в Ю и ЗБ магнитных конфигурациях. При разряде в гелии измерялись профили спектральных линий водородоподобных ионов гелия: Не
II 4686 А (переход (п = 4) ^ (п = 3)) и Не II 3203 А (переход (п = 5) ^ (п = 3)). В условиях наших экспериментов основными механизмами уширения вышеуказанных спектральных линий являются эффект Доплера, а также эффект Штарка в электрических микрополях плазмы. Различие в константах доплеровского и штар-ковского уширений этих линий позволило нам определить как энергии теплового и направленного движения плазмы, так и плотность плазмы в различных областях токового слоя.
Экспериментальные уширения спектральных линий Не II4686 А и Не II3203 А, зарегистрированные как при наблюдении вдоль поверхности токового слоя, так и вдоль направления тока приведены в табл. 2, откуда следует, что полуширины профилей спектральных линий, измеренные в х-направлении, превышают уширения тех же линий в 2-направлении в -3 раза при формировании токового слоя в 2Б магнитной конфигурации (В^ = 0), а в ЗБ магнитной конфигурации уширения в пределах экспериментальных ошибок равны.
В табл. 3 представлены параметры плазмы токовых слоев, полученные на основе экспериментальных данных табл. 2. Из табл. 3 видно, что в данных экспериментах плотность плазмы в центре слоя составляла N° = (0,9 -1,3)1016 см 3, ионная температура - 50 эВ, а энергия направленного движения ионов гелия достигала величины - 400 эВ, причем только в 2Б магнитных полях, в то время как в ЗБ магнитной конфигурации направленные потоки плазмы отсутствовали.
Естественно предположить, что ускоренные потоки плазмы, направленные из центра токового слоя к его боковым краям могут выносить плазму на края слоя, где ее плотность должна увеличиваться. И действительно, согласно табл. 3, к моменту времени ? « 4,3 мкс плот-
Таблица 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УШНРЕННЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ НЕ II 3203А И НЕ II 4686А, ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫЕ В 2Б ИЗБ МАГНИТНЫХ КОНФИГУРАЦИЯХ
в2=о В2 = 2,9 кГс
Не II3203 А АХ2 = 2,4 А ЛХ2 = 3,0 А
= 6,0 А АК = 2,6 А
Не II4686 А Д^= 1,6 А Д^= 1,8 А
АХ^ = 4,6 А АХх = 1,8 А
Примечания. 1. Экспериментальный разброс уширений АХ , АХ -10%.
2. Условия эксперимента: /г = 70 кА, А = 0,5 кГс/см,_р = 320 мТор, г = 4,3±0,4 мкс.
3. Ширина аппаратных функций вх-и г-каналах: М/®’ = 0,6 А, АХгарр = 0,8 А.
Таблица 3
ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЫ ТОКОВОГО СЛОЯ В 2Б И ЗБ МАГНИТНЫХ КОНФИГУРАЦИЯХ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ТАБЛ. 1
в2 = 0 В2 = 2,9 кГс
Н,° = (0,9±0,1)-1016см'3 Н=° = (1,3±0,1>1016см'3
Н=х = (3,4±0,2)-1016см'3 Н=х = (1,1±0,1>1016см'3
Т; = (50+10) эВ Т; = (50+10) эВ
Wx = (400±150) эВ wx = o
Примечания. Условия эксперимента: разряд в гелии, /г = 70 кА, к = 0,5 кГс/см, р0 = 320 мТор, г = 4,3±0,4 мкс
ность плазмы на краях слоя достигала величины Ыех = 3,4-1016 см-3 - в 2Б магнитной конфигурации, что в - 4 раза превышало плотность плазмы в центре слоя. В ЗБ магнитной геометрии плотности плазмы в центре и на краях слоя были равны (в пределах ошибок эксперимента).
Рис. 3 поясняет, как развиваются процессы нагрева и ускорения плазмы во времени: сначала увеличивается тепловая скорость ионов гелия, достигая максимального значения, Уптах ~ 0,7-107 см/с при t ~2 мкс после начала тока в плазме; при ? > 1,5 мкс начина-
ет расти и скорость направленного движения ионов, которая становится максимальной (Ухтса ~ 1,4-107 см/с) позже, при ? ~ 4,3 мкс. Таким образом, максимальное значение направленной скорости ионов гелия в -2 раза больше максимальной тепловой скорости, а процесс ускорения плазмы продолжается Д? ~ 3 мкс. Отметим, что приведенные на рис. 3 величины скоростей направленного движения ионов гелия являются усредненными вдоль оси х. Рис. 3 демонстрирует также, что продольное магнитное поле Вг слабо вли-
V, 105м/с
Т5
■
□ V Ті ■ V ■ V
О V ь Ті * V ь / ч^х
1,0- р \ / \
/ 1 ! 1 ! 1
- □ ' ' — ' - ■ Л
0,5 -
у'\/ь / 9 'ъ . /
/7 щ/ \ / / \
0,0- У уь л Щ—— • • • * - -
і 1 і 1 і 1 і 1 і 1 і ' 1
О і 2 3 4 5 6
мкс
Рис. 3. Тепловые скорости (V , У^) и средние скорости направленного движения ионов гелия (Ух, Ух) в 2Б и ЗБ магнитных конфигурациях соответственно. Условия эксперимента: разряд в гелии, р = 320 мТор, У = 70 кА, А = 0,5 кГс/см, Вг = 0/2,9 кГс
яет на нагрев плазмы (по крайней мере, при У>3 мкс), но полностью тормозит направленные сверхтепловые потоки плазмы, которые наблюдались в 2Б магнитных конфигурациях.
5. Обсуждение экспериментальных результатов. Изучение магнитной структуры токовых слоев [27] позволяет объяснить один из самых ярких динамических эффектов, наблюдаемых в плазме токовых слоев - генерацию потоков плазмы с энергиями, превышающими температуру ионов. Действительно, анализ данных магнитных измерений [27] позволил рассчитать структуру электрических токов в различных условиях и в последовательные моменты времени и на основании этих данных оценить те электродинамические силы, которые могли бы вызывать ускорение плазмы вдоль поверхности токового слоя. Плотность сил 1х(х), усредненных по тол-
щине (меньшему поперечному размеру) слоя и зависящих как от времени, так и от координаты х вдоль ширины токового слоя, рассчитывались следующим образом:
&(х) = -1/с-Мх) -Ву(х). (2)
Заметим, что сшы./(х) направлены от центра токового слоя к его боковым краям. В каждый момент времени можно оценить интегральную силу, действующую в пределах половины ширины слоя (0 < х < к), где Яс - радиус вакуумной камеры. Так, например, для токового слоя, сформированного при разряде в аргоне в 2Б магнитной конфигурации с нулевой линией, в момент времени 1 = 3 мкс после начала тока имеем:
//Х(х)-с1х= Йі- ЇУХ « 0.93-106 дин-см'2. (3)
Полагая, что усредненная по толщине слоя в пределах области (| у \ < 0,6 см) плотность плазмы составляет в этот момент времени М ~ 5-1015см"3, получаем максимально возможную энергию направленного движения плазмы вдоль поверхности слоя: Жхтах ~ 115 эВ. При этом минимальное время, в течение которого ионы аргона могут приобрести энергию Жхтах, составляет ХтЫ ~ 3,5 мкс.
Приведенные оценки показывают, что в течение квазистационарной стадии эволюции токовых слоев может происходить постепенное увеличение кинетической энергии направленного движения ионов аргона вдоль поверхности токового слоя.
Аналогичным образом можно объяснить и ускорение ионов гелия до энергии - 400 эВ, принимая во внимание, что масса ионов гелия на порядок меньше массы ионов аргона.
6. Основные выводы.
1. Экспериментально обнаружено различие уширений спектральных линий ионов аргона и гелия, регистрируемых одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях по отношению к токовому слою. Это отличие особенно велико для спектральных линий ионов гелия, для которых оно в данных экспериментах достигает величины - 3.
2. Установлено, что при разряде в аргоне ионная температура Т в течение квазистационарной стадии эволюции токового слоя (У = 2 - 5 мкс) возрастает от 25 до 45 эВ, а средняя энергия направленного движения плазмы - от 30 до 85 эВ. Таким образом, движение плазмы, направленное вдоль поверхности слоя, является сверхтепловым.
Показано, что ни температура, ни энергия направленного движения ионов аргона практически не зависят от величины продольного магнитного поля Вг
3. Определены плотность плазмы Ые = 0,9х1016 см 3, температура Н = 50 эВ и средняя энергия направленного движения ионов гелия Жх ~ 400 эВ в токовых слоях, развивающихся в 2Б магнитных конфигурациях при разряде в гелии. Установлено, что ускорение плазмы вдоль поверхности токового слоя сопровождается ростом ее плотности на боковых краях слоя.
Показано, что при формировании токового слоя в ЗБ магнитных конфигурациях в гелии продольное магнитное поле В2 не оказывает влияния на величину температуры ионов в центре слоя, однако препятствует ускорению ионов, которое наблюдалось в 2Б магнитных конфигураций.
Список литературы
1. Syrovatskii S.I. Pinch Sheets and Reconnection in Astrophysics II Annu. Rev. Astron. Astrophys. 1981. V. 19. P. 163-229.
2. КадомцевБ.Б. Перезамыкание магнитных силовых линий IIУФН. Т. 151. С. 3-29.
3. Прист Э., Форбс Т. Магнитное пересоединение. М., 2005. Пер. с англ.: Priest E.R., Forbes Т. Magnetic Reconnection. MHD Theory and Applications. Cambridge, 2000.
4. Сыроватский С.И. Токовые слои и вспышки в космической и лабораторной плазме II Вестн. АН СССР. 1977. №10. С. 33-44.
5. Плазменная гелиогеофизика/ под ред. Л.М. Зеленого, И.С. Веселовского. М., 2008. С. 560.
6. Динамика плазмы в токовых слоях: I-Линейные режимы формирования токовых слоев. 11-Нелинейные режимы формирования токовых слоев / С.Ю. Богданов, Г.В. Дрейден, Н.П. Кирийи др. II Физика плазмы. 1992. Т. 18. С. 1269-1295.
7. Богданов С.Ю., КирийН.П., Франк А.Г. Эволюция двумерных токовых слоев в линейных и нелинейных режимах //Тр. ИОФАН. М., 1996. Т. 51. С. 3-74.
8. Plasma Compression into a Planar Sheet under High-pressure Не-filling / A.G. Frank, S.Yu. Bogdanov, V.B. Burilina et al. II Contributions to Plasma Phys. 2000. V. 40. P. 106-112.
9. Токовые слои в трехмерных магнитных полях с Х-линией - исследования методом голографической интерферометрии / С.Ю. Богданов, B.C. Марков, А.Г. Франк и др. II Физика плазмы. 2002. Т. 27. С. 594-604.
10. Структура и динамика плазмы токовых слоев в трехмерных магнитных полях с X линией - исследования методом голографической интерферометрии / С.Ю. Богданов, Г.В. Дрейден, B.C. Марков и др. II Физика плазмы. 2006. Т. 32. С. 1127-1135.
11. Оптика и спектроскопия плазмы токовых слоев / А.Г. Франк, В.П. Гавриленко, Н.П. Кирий, Г.В. Островская// Оптика низкотемпературной плазмы / под ред. В.Н. Очкина. Сер. «Энциклопедия низкотемпературной плазмы». М., 2008. С. 335-382.
12. Исследования изменений температуры электронов в токовом слое / И.Л. Бейгман, В.П. Гавриленко, Н.П. Кирий, А.Г. Франк//Журн. прикл. спектроскопии 1991. Т. 54. С. 1021-1024.
13. Anomalous Electric Fields inside a Dense Plasma of a Current Sheet / A.G. Frank, V.P. Gavrilenko, Ya.O. Ispolatov et al. II Contributions to Plasma Phys. 1996. V. 36. P. 667-678.
14. Гавриленко В. П., КирийН.П., Франк А.Г. Эффект аномальной асимметрии спектральной линии Не16678 А, излучаемой из плотной плазмы токового слоя// Оптика и спектроскопия. 1999. Т. 87(6). С. 916-922.
15. Их же. Определение плотности плазмы в токовом слое по профилям спектральных линий Hell 6560А и На II Физика плазмы. 2000. Т. 26. С. 282-286.
16. ВороновГ.С., Кирий Н.П., Франк А.Г. Моделирование нагрева электронов ипространственно-временных профилей излучения плазмы токового слоя II Физика плазмы. 2002. Т. 28. № 10. С. 1-11.
17. Гавриленко В.П., КирийН.П., Франк А.Г. Диагностика плазмы токового слоя с помощью спектральных линий гелия с запрещенными компонентами// Физика плазмы. 2003. Т. 29. С. 476-480.
18. Spectroscopic study of anomalous electric fields in peripheral regions of a current sheet plasma / A.G. Frank, V.P. Gavrilenko, N.P Kyrie, E. Oks// J. ofPhysicsB: Atomic, Molecular and Optical Physics. 2006. V. 39. P. 5119-5129.
19. Спектроскопические измерения температуры электронов, температуры и эффективного заряда ионов в токовых слоях, сформированных в двумерных и трехмерных магнитных конфигурациях / Г.С. Воронов, Н.П. Кирий, B.C. Марков и др. //Физика плазмы. 2008. Т. 34. С. 1080-1097.
20. Кирий Н.П., Марков B.C., Франк А.Г. Вспышка излучения многозарядных ионов в токовом слое// Письма в ЖЭТФ. 1988. Т. 48. С. 419-421
21. Их же. Локальный импульсный нагрев плазмы и разрушение токового слоя II Письма в ЖЭТФ. 1992. Т. 56. С. 82-86.
22. Спектральные измерения концентрации электронов в токовых слоях, сформированных в гелии при высоком начальном давлении / Ш. Бюшер, Н.П. Кирий, Х.-И. Кунце, А.Г. Франк// Физика плазмы.1999. Т. 25(2). С. 185-190.
23. Токовые слои в магнитных конфигурациях с особыми линиями Х-типа / С.Ю. Богданов, Н.П. Кирий, B.C. Марков, А.Г. Франк//Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 71. С. 72-77.
24. Experimental study ofplasma compression into the sheet in three-dimensional magnetic fields with singular X lines /
A.G.Frank, S.Yu.Bogdanov, V.S.Markovetal.//PhysicsofPlasmas.2005. V. 12,№5.P. 052316(1-10).
25. Лукьянов С.Д. Горячая плазма и управляемый термоядерный синтез. М., 1975.
26. КирийН.П., Марков B.C., Франк А.Г. Сверхтепловые течения плазмы в токовых слоях, сформированных в двумерных и трехмерных магнитных конфигурациях II Физика плазмы (в печ.).
27. Магнитная структура токовых слоев в магнитных полях с особой линиейХ-типа / С.Ю. Богданов, С.Г. Бугров,
B.П. Грицына и др. II Физика плазмы. 2007. Т. 33. С. 483-492.
Kyriy Natalya, Gavrilenko Valery, Frank Anna
SPECTROSCOPIC MEASUREMENTS OF DIRECTED PLASMA MOTIONS
IN CURRENT SHEETS
The paper is concerned with the studies of the plasma flows evolution in current sheets. The measurements have been carried out in 3D magnetic configurations forthe first time. The energy of thermal and directed plasma motions and the plasma density have been determined in the different regions of the sheet. The effect of the longitudinal magnetic field on the plasma heating and acceleration has been examined.
Контактная информация: e-mail\ [email protected]
Рецензент - Матвеев В.И., доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической физики Поморского государственного университета имени М.В. Ломоносова
