Необходимо было разработать источник плотной и однородной плазмы, который в дальнейшем можно будет использовать на испытательной платформе ионных пучков. Такие источники востребованы, в частности, при создании систем инжекции нейтральных пучков для дополнительного нагрева плазмы в токамаках. В качестве основы мы выбрали геликонный разряд: он позволяет получать плазму высокой плотности с помощью радиочастотного излучения и внешнего магнитного поля.

Основная работа была связана с антенной и магнитной катушкой. Для возбуждения геликонной волны мы выбрали правовинтовую полуволновую антенну с модой m = +1. Согласно научной литературе, такая конструкция считается одной из наиболее эффективных. Я подготовил трёхмерные модели антенны и катушки, провёл расчёт магнитного поля и подобрал основные параметры системы. Расчёты показали, что при токе около 40–50 А катушка сможет создавать в области антенны магнитное поле величиной 60–80 Гс.

Да, и это один из главных результатов работы. Антенну и катушку изготовили из полых медных трубок, кроме того, была переработана модель разрядной камеры испытательной платформы, сейчас её прототип находится на стадии изготовления.

В первую очередь необходимо получить устойчивый разряд в водороде и проверить надёжность всех элементов. Затем можно будет исследовать влияние магнитного поля, давления газа и мощности радиочастотного генератора на параметры плазмы, а также провести измерения её плотности. На первых запусках почти неизбежно появятся инженерные сложности, поэтому важной частью дальнейшей работы станет настройка системы и устранение возникающих проблем.

Основная часть, запланированная на время программы, выполнена: изучена литература, разработаны модели, рассчитаны параметры и изготовлены антенна и магнитная катушка. Но полноценная научная работа только начинается. После завершения сборки камеры необходимо провести эксперименты и оценить, насколько перспективен такой источник для дальнейших исследований и задач, связанных с инжекцией нейтральных пучков. Эти задачи уже будут выполнять постоянные сотрудника лаборатории, но я надеюсь на сохранение контактов с ними для участия в экспериментах, путь и дистанционное.

Для кого?

Для студентов, аспирантов и молодых учёных НИЯУ МИФИ, которые интересуются космической техникой, инженерией и развитием компетенций в области малых космических аппаратов

Чему вы научитесь?

🤩 Разрабатывать бортовые системы и полезную нагрузку малых космических аппаратов
🤩 Моделировать физические процессы и проводить расчёты в специализированных программных средах
🤩 Разбираться в принципах работы систем управления и наземной инфраструктуры