Transformation of Condensed Matter into a Low-Temperature Plasma Flow for Problems of Plasma Mass Separation with a Potential Well

N. N. Antonov; Антонов Н. Н.; G. D. Liziakin; Лизякин Г. Д.; S. B. Vetrova; Ветрова С. Б.; A. D. Melnikov; Мельников А. Д.

doi:10.31857/S0367292123600188

Конвертация конденсированного вещества в поток низкотемпературной плазмы для задач плазменной масс-сепарации с потенциальной ямой

Авторы: Антонов Н.Н.¹, Лизякин Г.Д.¹, Ветрова С.Б.², Мельников А.Д.²
Учреждения:
1. Объединенный институт высоких температур РАН
2. Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)
Выпуск: Том 49, № 5 (2023)
Страницы: 471-475
Раздел: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
URL: https://bakhtiniada.ru/0367-2921/article/view/139607
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123600188
EDN: https://elibrary.ru/VFBFNZ
ID: 139607

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Концепция плазменной масс-сепарации с потенциальной ямой предполагает создание специализированных источников плазмы, отвечающих ряду требований. В качестве основных можно выделить следующие: высокая степень ионизации плазменного потока, однократная ионизация, возможность работы со сложной смесью оксидов и металлов в качестве рабочего вещества, высокая производительность (до 1 кг/ч), кинетическая энергия на уровне нескольких десятков электрон-вольт. Одним из возможных применений этой концепции является разделение компонентов отработавшего ядерного топлива по группам масс. Преобразование конденсированного вещества в поток низкотемпературной плазмы и его дальнейшая инжекция в камеру сепарации является начальным этапом процесса и во многом определяет эффективность технологии. В данной работе представлены результаты исследований энергетического распределения ионов свинца в плазменной струе источника, созданного на основе несамостоятельного дугового разряда с горячим катодом в магнитном поле. Проанализировано влияние этого распределения на процесс разделения.

Ключевые слова

плазменная сепарация, источники плазмы, поток низкотемпературной плазмы, энергетическое распределение, многосеточный анализатор, плазменная струя

Список литературы

Zweben S.J., Gueroult R., Fisch N.J. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 90901.
Usmanov R.A., Amirov R.Kh., Gavrikov A.V., Lizia-kin G.D., Melnikov A.D., Polistchook V.P., Samoylov I.S., Smirnov V.P., Vorona N.A., Yartsev I.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 015004.
Usmanov R.A., Amirov R.Kh., Gavrikov A.V., Lizia-kin G.D., Polistchook V.P., Samoylov I.S., Smirnov V.P., Vorona N.A., Yartsev I.M. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 063524.
Liziakin G., Oiler A., Gavrikov A., Antonov N., Smir-nov V. // J. Plasma Phys. 2021. V. 87. P. 905870414
Liziakin G.D., Antonov N.N., Smirnov V.S., Timirkha-nov R.A., Oiler A.P., Usmanov R.A., Melnikov A.D., Vorona N.A., Kislenko S.A., Gavrikov A.V., Smirnov V.P. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 414005.
Smirnov V.S., Egorov R.O., Kislenko S.A., Antonov N.N., Smirnov V.P., Gavrikov A.V. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 113503.
Dolgolenko D.A. Muromkin Y.A. // Phys.-Usp. 2017. V. 60. P. 994.
Rafalsky D., Dudin S., Aanesland A. // Rev. Sci. Instrum. 2015. V. 86. P. 053302.
Simpson J.A. // Rev. Sci. Instrum. 1961. V. 32. P. 1283.
Zhil'tsov V.A., Kulygin V.M., Semashko N.N., Skovoro-da A.A., Smirnov V.P., Timofeev A.V., Kudryavtsev E.G., Rachkov V.I., Orlov V.V. // Atomic Energy. 2006. V. 101. P. 755.
Usmanov R.A., Antonov N.N., Gavrikov A.V., Lizia-kin G.D., Melnikov A.D., Oiler A.P., Smirnov V.P., Timir-khanov R.A., Volkov L.S., Vorona N.A. // Plasma Sci. Technol. 2022. V. 24. P. 085504.
Murzaev Y., Liziakin G., Gavrikov A., Timirkhanov R., Smirnov V. // Plasma Sci. Technol. 2019. V. 21. P. 45401.
Antonov N., Liziakin G., Usmanov R., Gavrikov A., Vorona N., Smirnov V. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. P. 123506.