Роман Шапошников о выступлении на Международной конференции пр ионным источникам в Китае

С 1 по 6 сентября в Китае (Ланьчжоу) прошла 18 Международная конференция по ионным источникам (The 18th International Conference on Ion Sources). Одним из участников стал Роман Шапошников, аспирант Института прикладной физики РАН и стажер-исследователь лаборатории ионных источников. Он представил доклад на постерной сессии, который заслужил высокую оценку комиссии. И как результат – Роман выиграл одну из премий Young Scientist Award за лучший постерный доклад. Она присуждалась на основе результатов конкурса, проводившегося среди студентов, аспирантов и кандидатов наук, у которых с момента защиты диссертации прошло не более 3 лет.

О чем был твой доклад на конференции?

Роман: Почти три года мы занимались теоретическими исследованиями параметров потока плазмы, вытекающего из прямой магнитной ловушки. Интерес к этим исследованиям, в первую очередь, связан с тем, что для проектирования новых устройств на основе таких ловушек необходимы эффективные инструменты математического моделирования. Они должны обеспечивать количественное совпадение с экспериментом, а значит позволять оценивать результаты изменений в конструкции без изготовления опытных образцов. С другой стороны, для того чтобы модель была достаточно простой и не слишком ресурсоемкой, необходимо учитывать только действительно важные физические эффекты, влияющие на интересующие параметры эксперимента. Несмотря на длительную историю прямых ловушек, наблюдалось значительное расхождение результатов разработанных ранее моделей такого типа с экспериментальными данными. Нам удалось немного поправить такое положение дел, добавив к традиционному подходу анализ двух новых эффектов. Во-первых, мы построили описание с учетом ускорения ионов плазмы во всей области между зоной вылета из ловушки и приемником (в экспандере), а не только в тонком слое около приемника. Во-вторых, был описан переход от столкновительного режима течения электронной компоненты плазмы, для которого было использовано гидродинамическое описание, к бесстолкновительному, который был описан кинетически.

Результаты численного моделирования на основе разработанной модели продемонстрировали неплохое количественное согласие с экспериментальными данными, полученными в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера в Новосибирске на установке ГДЛ.

Разработанная модель позволяет рассчитать необходимый энерговклад в плазму и оптимальную конфигурацию системы в целом для достижения требуемых параметров потока, что позволит использовать ее для планирования будущих экспериментов.

Для каких экспериментов может использоваться эта модель?

Роман: Существуют различные направления исследований, в которых применяются системы, основанные на удержании плазмы в прямых магнитных ловушках. Это, например, работы по реализации управляемого термоядерного синтеза, создание сильноточных ионных источников, разработка нейтронных генераторов на основе плазмы ЭЦР-разряда для нейтронной томографии, бор-нейтронно захватной терапии онкологических заболеваний и многое другое.

Для ученых конференция – это способ познакомиться с зарубежными коллегами, обменяться опытом. Скажи пожалуйста, были ли какие-то идеи, которые тебе запомнились и которые ты хотел бы исследовать?

Роман: Мне понравился доклад про ионные двигатели, так как у нас существует интерес к проведению исследований в данной области. Однако для того чтобы ответить на вопрос, сможем ли мы сделать свой вклад в развитие этого направления, необходимо более детально ознакомиться с ранее полученными результатами.

На твой взгляд, как эта награда повлияет на твою научную карьеру? Что она для тебя означает?

Роман: В первую очередь мне бы хотелось отметить, что это результат командной работы, и для меня очень важно поблагодарить своих соавторов: Илью Сергеевича Абрамова (младший научный сотрудник сектора СВЧ методов нагрева плазмы ИПФ РАН), Егора Дмитриевича Господчикова (старший научный сотрудник сектора СВЧ методов нагрева плазмы ИПФ РАН) и Александра Геннадьевича Шалашова (заведующий сектором СВЧ методов нагрева плазмы ИПФ РАН). Хочется сказать «спасибо» за поддержку моих научных исследований и возможность принимать участие в международных конференциях своему научному руководителю, Вадиму Александровичу Скалыге (заведующий лабораторией ионных источников ИПФ РАН) и Ивану Владимировичу Изотову (старший научный сотрудник лаборатории ионных источников ИПФ РАН). Также мне приятно поблагодарить своего первого научного руководителя, Владимира Николаевича Полковникова (заведующий лабораторией физики и технологии многослойных структур ИФМ РАН), с работы под руководством которого начался мой путь ученого. Важнейший вклад в решение научной проблемы, которой мы занимались, сделал профессор Владимир Евгеньевич Семенов, руководивший моими исследования на втором курсе магистратуры.

Эта награда служит для меня отличной мотивацией для продолжения научных исследований и дальнейшей работы. Надеюсь, что в будущем нам удастся достичь еще больших результатов.