Научная группа:
Физика высокой плотности энергии в веществе при воздействии интенсивных ионных пучков (Кафедра №60)

Простая страница элемента
dc.contributor.authorГолубев, Александр Александрович
dc.date.accessioned2024-05-24T05:35:01Z
dc.date.available2024-05-24T05:35:01Z
dc.date.issued2023
dc.descriptionОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: • Исследование вещества при высокой плотности энергии Лаборатория физики высокой плотности энергии в веществе при воздействии интенсивных ионных пучков проводит экспериментальные и теоретические исследования физических процессов возникающих при воздействии интенсивных ионных и лазерных пучков с веществом, изучает экстремальное состояние вещества при сверхвысоких давлениях и температурах. В лаборатории разрабатываются методы диагностики параметров состояния вещества при высокой плотности энергии с использованием высокоэнергетичных протонных пучков (протонная радиография) и рентгеновского излучения (рентгеновская спектрометрия). Проводимые исследования нацелены на получение новых знаний о сложных физических процессах и надежного описания свойств материалов при сверхвысоких давлениях и температурах. • Исследования в области физики плазмы, разработки методов диагностики плазмы В лаборатории, проводятся исследования параметров плазмы газоразрядных мишеней, разрабатываются лазерные и рентгеновские диагностические методы для диагностики параметров плазмы и исследований динамических процессов в экспериментах при воздействии интенсивных ионных пучков, в рамках международного проекта FAIR (Facility Antiproton and ion Research, г.Дармштадт, Германия), на сильноточной установке Z-пинч Ангара 5-1 (г. Троицк) мега-амперного уровня и лазерной установке PHELIX (GSI, г. Дармштадт, Германия). Проводятся исследования торможения пучков тяжелых ионов в ионизованном веществе. В лаборатории разработан первый в России протонный микроскоп ПУМА на энергию протонов 800 МэВ, позволяющий исследовать динамические и статические объекты, ударно сжатую неидеальную плазму. • Моделирование экспериментов При подготовке к предстоящим экспериментам проводится полномасштабное моделирование с использованием Монте-Карло кодов (Geant4, SRIM и др.) и программ для моделирования ионно-оптических линий транспортировки пучков, разрабатываются новые PIC коды для моделирования плазменных процессов. При выполнении модельных расчетов используется суперкомпьютер ИТЭФ. При расчете и согласовании ионно-оптических схем ускорительных установок используются матричные коды расчета динамики пучка (COSY Infinity и др.) • Разработка систем автоматизации экспериментов Разрабатываются новейшие методы управления экспериментами и установками, автоматизации сбора данных и обработки экспериментальных данных. В лаборатории создана комплексная распределенная система автоматизации экспериментов на импульсных ускорительных и лазерных установках. Разрабатываются программы для обработки экспериментальных данных. • Участие в международном проекте FAIR (Германия, г. Дармштадт) Изучение термодинамических, оптических и транспортных свойств вещества при высоких плотностях энергии или в условиях экстремальных давлений и температур представляет большой интерес для многих областей физики, таких как, астрофизика и планетарная геофизика, физика плазмы с сильным межчастичным взаимодействием и т.д. Традиционными методами генерации состояний вещества с высокой плотностью энергии являются мощные ударно-волновые генераторы, основанные на использовании энергии взрывчатых веществ или мощных лазеров. Интенсивные пучки тяжелых ионов открывают новые возможности для экспериментального исследования в области высоких плотностей энергии. Уникальная особенность энерговклада пучков тяжелых ионов в вещество обеспечивает быстрый и однородный по объему нагрев макроскопических объемов вещества таким образом, что градиенты температуры и плотности в веществе нагретым пучком ионов значительно меньше, чем при использовании других методов. Коллаборация HED@FAIR проекта FAIR рассматривает три основные схемы эксперимента по физике высокой плотности энергии в веществе: • HIHEX (Heavy Ion Heating and Expansion) – нагрев тяжелыми ионами и расширение вещества • LAPLAS (Laboratory Planetary Sciences) – планетарная наука в лаборатории, • PRIOR (Proton microscope for FAIR) – высокоэнергетическая протонная радиография для исследования экстремального состояния вещества. В экспериментальной схеме HIHEX интенсивный ионный пучок однородно, квази-изохорически нагревает вещество, за время меньшее, чем время гидродинамического расширения мишени, создавая высокое давление и высокую энтропию. Нагретое вещество изоэнтропически расширяется, в зависимости от уровня поглощенной энергии, достигая различные состояния вещества - от состояния расширяющейся жидкости, в критическую точку и в дальнейшем в двухфазную область жидкость-газ, в состояние сильно неидеальной плазмы. Эти состояния вещества невозможно получить существующими традиционными методами. В экспериментальной схеме LAPLAS, предполагается использование криогенных мишеней содержащих твердотельный водород или твердотельный инертный газ, помещенный в цилиндрическую оболочку, изготовленную из тяжелого элемента, таких как свинец или золото. Внешний слой цилиндрической мишени нагревается интенсивным ионным пучком, сформированным в кольцо, при этом происходит, цилиндрическая кумуляция внутреннего криогенного вещества и его изоэнтропическая компрессия. Цель эксперимента - генерация мегабарного давления при сравнительно низких температурах, получение сверхплотного состояния вещества (проблема металлизации водорода, свойства ядер Юпитера и Сатурна). Программа эксперимента PANDA включает широкий круг исследований от фундаментальных проблем адронной и ядерной физики до проверки фундаментальных симметрий. Исследование взаимодействия ускоренных антипротонов с нуклонами и атомными ядрами будет выполняться с помощью универсального детектора PANDA, установленного на оси ускорителя-накопителя высоких энергий HESR. Для обеспечения широкого диапазона светимости в эксперименте PANDA в детекторе предполагается использовать внутренние мишени на основе изотопов водорода в которых обеспечивается монодисперсионный режим генерации потока твердых сферических микромишеней диаметром 15–40 мкм с частотой от нескольких десятков до нескольких сотен кГц. Сотрудники лаборатории участвуют в создании криогенной корпускулярной мишенной установки (pellet target) для эксперимента PANDA проекта FAIR, разрабатываются оптические методы диагностики микромишеней и система автоматизации установки.
dc.identifier.urihttps://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/10346
dc.titleФизика высокой плотности энергии в веществе при воздействии интенсивных ионных пучков (Кафедра №60)
dspace.entity.typeProject
relation.isOrgUnitOfProjectba0b4738-e6bd-4285-bda5-16ab2240dbd1
relation.isOrgUnitOfProject.latestForDiscoveryba0b4738-e6bd-4285-bda5-16ab2240dbd1
relation.isPersonOfProjectc078415d-2511-446a-9230-1027685eb39c
relation.isPersonOfProject.latestForDiscoveryc078415d-2511-446a-9230-1027685eb39c
Файлы
License bundle
Теперь показываю 1 - 1 из 1
Уменьшенное изображение
Name:
license.txt
Size:
3.45 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description:
Download
Коллекции
Научные группы НИЯУ МИФИ