2019, Shikanov, A., Vovchenko, E., Kozlovskii, K., Isaev, A., Plekhanov, A., Lisovskii, M., Шиканов, Александр Евгеньевич, Вовченко, Евгений Дмитриевич, Козловский, Константин Иванович, Плеханов, Андрей Александрович

© Published under licence by IOP Publishing Ltd.Based on experimental and computer simulation the acceleration of deuterons from laser plasma in a strong non-stationary magnetic field was studied. The possibility of reaching an energy of ∼100 keV, corresponding to the effective course of the nuclear reactions D (d, n) 3He and T (d, n) 4He, was demonstrated. YAG: Nd3+ laser (W ≤ 0.85 J, τ ≈ 10 ns) was used in the experiment with focusing laser radiation on a deuterated polyethylene target. The high voltage pulse generator with a conical spiral coil was used to generate a high-speed magnetic field (2•107 T/s). A mathematical model of the process is proposed. According to this model, the acceleration of a laser plasma is analyzed by means of a computer. The algorithm is based on a numerical solution of the system of Newton-Lorentz equations.

2024, Vovchenko, E. D., Kozlovskij, K. I., Shikanov, A. E., Isaev, A. A., Вовченко, Евгений Дмитриевич, Козловский, Константин Иванович, Шиканов, Александр Евгеньевич

2019, Vovchenko, E. D., Kozlovskij, K. I., Shikanov, A. E., Karimov, A. R., Isaev, A. A., Plekhanov, A. A., Deryabochkin, O. V., Вовченко, Евгений Дмитриевич, Козловский, Константин Иванович, Шиканов, Александр Евгеньевич, Каримов, Александр Рашатович, Плеханов, Андрей Александрович, Дерябочкин, Олег Владимирович

© 2019, Pleiades Publishing, Ltd.The collective acceleration of laser plasma ions in a magnetic field generated by a powerful fast-growing current pulse in a low-inductive conical spiral is studied. The velocity of ions for a number of elements which significantly differ in atomic weight are obtained on the basis of collector measurements. The maximum velocity of both light (lithium) and heavy (lead) ions exceed the value of 108 cm/s; for ions of lead, the corresponding energy amounts to a value of ∼1 MeV. A mathematical model of ion acceleration is proposed and simulation results are compared with the experiment.

2020, Vovchenko, E. D., Kozlovskij, K. I., Shikanov, A. E., Karimov, A. R., Rashchikov, V. I., Shatokhin, V. L., Isaev, A. A., Deryabochkin, O. V., Вовченко, Евгений Дмитриевич, Козловский, Константин Иванович, Шиканов, Александр Евгеньевич, Каримов, Александр Рашатович, Ращиков, Владимир Иванович, Шатохин, Вадим Леонидович, Дерябочкин, Олег Владимирович

© 2020, Pleiades Publishing, Ltd.Abstract: The collective acceleration of laser plasma ions in a rapidly increasing magnetic field (108 T/s) excited by a powerful current pulse in a low-inductive conical spiral expanding in the direction of plasma acceleration has been studied. A mathematical model and an algorithm for calculating the radial Br and axial Bz components of the magnetic field in the approximation of a conical spiral by a system of rings of variable radius are proposed to analyze the factors affecting the efficiency of such acceleration. Based on computer modeling and an experimental variation of magnetic-field excitation parameters, the regime of effective ion acceleration is obtained. With the help of time-of-flight collector measurements, the velocities of ions whose atomic mass differs by two orders of magnitude are determined. The maximum velocity of both light ions (lithium) and heavy ions (lead) exceeds 106 m/s, and the corresponding energy for lead ions is ~1 MeV. The efficiency of collective acceleration with the direct acceleration of laser plasma ions in a high-current high-voltage diode with magnetic insulation is compared.

2019, Vovchenko, E. D., Kozlovskii, K. I., Lisovskii, M. I., Rashchikov, V. I., Shikanov, A. E., Shatokhin, V. L., Вовченко, Евгений Дмитриевич, Козловский, Константин Иванович, Ращиков, Владимир Иванович, Шиканов, Александр Евгеньевич, Шатохин, Вадим Леонидович

© Published under licence by IOP Publishing Ltd.Discussed two options for increasing the magnetic isolation efficiency of the electron component in a vacuum neutron tube with coaxial geometry for the acceleration of deuterons. Computer analysis of the previously developed diode systems with magnetic insulation has shown that the suppression ratio does not exceed 50%. The proposed new options of suppression systems used the current ring and diaphragm, located near the edge of the cylindrical anode. Computer analysis showed that for these acceleration geometries the suppression factor could exceed 97%.

2024, Kozlovskij, K. I., Morozova, E. A., Vovchenko, E. D., Alekhine, A. M., Melekhov, A. P., Polozov, S. M., Shikanov, A. E., Козловский, Константин Иванович, Морозова, Екатерина Алексеевна, Вовченко, Евгений Дмитриевич, Мелехов, Андрей Петрович, Полозов, Сергей Маркович, Шиканов, Александр Евгеньевич

2023, Козловский, К. И., Морозова, Е. А., Скрипник, А. П., Шиканов, А. Е., Шиканов, Александр Евгеньевич, Козловский, Константин Иванович, Морозова, Екатерина Алексеевна, Скрипник, Александр Павлович

Предлагаемая полезная модель относится к разделу электрических вакуумных приборов, а точнее к приборам, создающим импульсные потоки ионов с помощью излучения импульсного лазера с целью использования их в качестве источников однозарядных и многозарядных ионов в системах их инжекции в различные ускорители частиц. Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на существенное увеличение ионного потока на выходе вакуумного пролетного канала за счет пропорционального увеличения потока однозарядных и многозарядных ионов на выходе вакуумного пролетного канала при увеличении энергии лазерного импульса, что значительно повышает эффективность использования импульсного источника ионов как инжектора ионов в ускорителях, и достигается тем, что в импульсном источнике ионов, состоящем из вакуумного пролетного канала с оптическим вводом, подключенного к блоку электрического смещения, импульсного лазера с длиной волны λ, лазерной мишени, размещенной внутри вакуумного пролетного канала на подложке узла сканирования лазерной мишени, заземленного блока динамической электромагнитной фокусировки ионного пучка, пристыкованного через пустотелый цилиндрический изолятор к вакуумному пролетному каналу, фокусирующая линза выполнена в виде двумерной матрицы из N квадратной формы полусферических линз, где N удовлетворяет соотношению 4

2024, Vovchenko, E. D., Kozlovskii, K. I., Pleshakova R. P., Rukhman A. A., Shikanov, A., Вовченко, Евгений Дмитриевич, Козловский, Константин Иванович, Шиканов, Александр Евгеньевич

2024, Козловский, К. И., Исаев, А. А., Морозова, Е. А., Шиканов, А. Е., Шиканов, Е. А., Шиканов, Александр Евгеньевич, Козловский, Константин Иванович, Морозова, Екатерина Алексеевна

Изобретение относится к приборам для генерации нейтронов при ядерном взаимодействии импульсных потоков ускоренных нуклидов водорода с твердыми мишенями, содержащими изотопы тяжелого водорода. Устройство содержит импульсный лазер, вакуумную камеру с откачным постом, с оптическим и двумя электрическими вводами, с лазерной и нейтронообразующей мишенями, импульсный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, накопительную емкость, блок высоковольтного питания, управляемый лазером разрядник, фокусирующие устройства и частично прозрачное зеркало. Вакуумная камера выполнена полностью из диэлектрика в виде пустотелого цилиндра, один торец которого пристыкован к откачному посту и имеет первый электрический ввод, другой торец имеет оптический ввод и второй электрический ввод. Первичная обмотка трансформатора охватывает пустотелый цилиндр и последовательно подключена к накопительной емкости и разряднику, вторичная обмотка выполнена в виде однослойного соленоида и расположена внутри цилиндра. Причем один конец вторичной обмотки соединен с первым электрическим вводом, а второй конец вторичной обмотки подсоединен к лазерной мишени. Нейтронообразующая мишень установлена на внутренней поверхности пустотелого цилиндра, охватывает лазерную мишень и подсоединена ко второму электрическому вводу. Техническим результатом является увеличение выхода нейтронов импульсного генератора нейтронов за счет значительного роста ускоряющего дейтроны напряжения при сохранении габаритов вакуумной ускорительной трубки и всего импульсного генератора нейтронов в целом. 1 ил.

2023, Полозов, С. М., Дмитриев, М. И., Козловский, К. И., Шиканов, А. Е., Дерябочкин, О. В., Индюшный, Е. Н., Мелехов, А. В., Морозова, А. Е., Морозова, Екатерина Алексеевна, Козловский, Константин Иванович, Шиканов, Александр Евгеньевич, Полозов, Сергей Маркович, Индюшный, Евгений Николаевич, Дерябочкин, Олег Владимирович, Мелехов, Андрей Петрович

Предлагаемая полезная модель относится к разделу электрических вакуумных приборов, а точнее к приборам, создающим пучки ионов с помощью излучения лазера для использования в системе инжекции ускорителей однозарядных и многозарядных ионов. Технический результат устройства заключается в повышении эффективности применения импульсного источника ионов в различных ускорителях ионов за счет существенного увеличения потока ионов с заданным Z/A по отношению к общему количеству всех ионов на выходе источника. Этот результат достигнут тем, что в импульсном источнике ионов, содержащем вакуумный цилиндрический пролетный канал в виде трубы с внутренним диаметром d, импульсный лазер, лазерную мишень, устройство фокусировки лазерного излучения, соленоид длиной Ls, охватывающий трубу вакуумного цилиндрического пролетного канала, его блок питания, формирующий электрод на выходе трубы вакуумного цилиндрического пролетного канала, источник напряжения, блок управления, соединенный с импульсным лазером, блоком питания соленоида длиной Ls и с источником напряжения, дополнительно введены корректирующий соленоид длиной Lcs и импульсный блок питания соленоида длиной Lcs, корректирующий соленоид длиной Lcs охватывает часть трубы вакуумного цилиндрического пролетного канала, которая окружает лазерную мишень и которая выполнена из диэлектрика, оставшаяся часть трубы вакуумного цилиндрического пролетного канала, охваченная соленоидом длиной Ls, выполнена из металла и соединена с источником напряжения, кроме этого, блок управления соединен с импульсным блоком питания корректирующего соленоида длиной Lcs, формирующий электрод заземлен и изолирован от части трубы вакуумного цилиндрического пролетного канала, выполненной из металла, причем корректирующий соленоид длиной Lcs отстоит от соленоида длиной Ls на расстоянии L, а величины L, d, Lcs удовлетворяют соотношению l>L/d>Lcs/d. Такая сепарация ионов позволяет эффективно осуществлять захват потока ионов требуемой зарядности Z/A в дальнейший тракт ускорителей.