24-28 августа 2014 года в Институте прикладной физики РАН было проведено 21-ое Международное совещание по электронно-циклотронным резонансным (ЭЦР) источникам ионов (21-st International Workshop on ECR Ion Sources – ECRIS’2014). Научная сессия этого года впервые проводилась в России, ее организаторами выступили: Институт прикладной физики РАН, одно из ведущих научных учреждений Приволжского федерального округа, и ЗАО НПП «Гиком», один из мировых лидеров в разработке и производстве мощных современных генераторов СВЧ излучения - гиротронов.

Такое совещание проходит один раз в два года и является основным собранием ведущих специалистов в области источников ионов на основе электронно-циклотронного резонансного разряда, наиболее распространенного типа ионных источников для современных ускорителей заряженных частиц. Каждый раз мероприятие проводится разными лабораториями по всему миру. Права проведения конференции в Нижнем Новгороде ИПФ РАН удостоился в 2012 году по результатам голосования Международного программного комитета в ходе предыдущего совещания в Сиднее (Австралия).

Участниками совещания являются ученые со всего мира, представляющие такие научные организации, как национальные лаборатории США, ведущие лаборатории европейских научных организаций и сообществ, крупнейшие международные проекты –Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЕР) и Большой адронный коллайдер (БАК), ведущие европейские ускорительные центры GSI и GANIL. На конференции обсуждаются вопросы, связанные с разработкой ЭЦР источников ионов, диагностикой плазмы, магнитным удержанием плазмы, экстракцией ионов из плазмы и транспортировкой ионных пучков. Официальный язык конференций английский.

В работе совещания 2014 года приняли участие 58 ученых из следующих стран мира: Англия, Венгрия, Германия, Индия, Италия, Китай, Нидерланды, Россия, США, Финляндия, Франция, Швейцария, Южная Корея и Япония. В том числе, 25 участников представляли европейские организации, 19 участников - из Азии, 12 - из России и 2 из США. На конференции было представлено 32 устных и 19 стендовых докладов.

Общая тематика мероприятия разделялась на следующие секции:

- Новые разработки и обзоры текущего статуса экспериментальных установок

- Диагностика плазмы и ионных пучков

- Экстракция ионных пучков и ионная оптика

- Импульсные режимы работы

- Системы повышения заряда ионов

- Теоретические исследования и моделирование

- Нагрев плазмы и источники микроволнового излучения

- Приложения

- Разное

Основная часть докладов была посвящена новым разработкам и текущим статусам уже существующих установок и включала в себя более 20 проектов новых ионных источников с самыми разными характеристиками, как для фундаментальных, так и прикладных исследований. Наиболее высокие результаты были продемонстрированы лабораториями из Мичиганского государственного университета в США, Института современной физики КАН в Китае, центра RIKEN в Японии.

Надо сказать, что доклады принимающей стороны (ИПФ РАН) на проходившем в Нижнем Новгороде форуме заняли свое достойное место. Особое внимание международных специалистов привлек  результат, полученный  сотрудниками лаборатории ионных источников ИПФ РАН (Скалыга В.А., Изотов И.В.) в соавторстве с группой ученых из Университета города Ювяскюля (Финляндии).  Доклад включал в себя результаты наблюдений влияния кинетических неустойчивостей в плазме на выходные параметры ионных источников. Впервые было объяснено возникновение осцилляций тока ионов при высоких значениях мощности нагрева плазмы и больших значениях магнитного поля развитием циклотронных неустойчивостей в плотной сильнонеравновесной плазме ЭЦР разряда, что само по себе является важным фундаментальным результатом. Представленные результаты измерений микроволнового излучения из плазмы,  рентгеновского излучения, свечения плазмы в оптическом диапазоне и т.д. наглядно продемонстрировали, что развитие циклотронной неустойчивости может разрушать удержание плазмы и приводить к срыву генерации многозарядных ионов. Ученые   также не только объяснили этот эффект, но и на основе исследований предложили метод подавления неустойчивостей в плазме, который в ближайшем будущем может существенно повысить характеристики ЭЦР ионных источников. 

 Отдельно хотелось бы отметить доклад о другой совместной работе нижегородцев,  с французскими коллегами из LPSC. Учеными двух лабораторий, на основании ранее полученных в ИПФ РАН результатов, был создан и  введен в эксплуатацию новый ионный источник с самой высокой частотой и мощностью СВЧ нагрева плазмы среди подобных систем. Плазма на этой установке создается  и нагревается излучением гиротрона с частотой 60 ГГц и мощностью до 300 кВт, произведенным ЗАО НПП «Гиком», а ее удержание осуществляется в магнитной ловушке типа касп. В докладе были представлены результаты экспериментов, демонстрирующих возможность получения пучков многозарядных ионов с плотностью тока до 1А/см2, что в несколько раз превосходит характеристики существующих традиционных ЭЦР источников ионов.

В работе конференции также приняли участие представители крупных коммерческих фирм, специализирующихся на выпуске оборудования для научных исследований. Свои рекламные стенды разместили такие компании как "Pantechnik" из Франции, лидер производства ионных источников, и "Vacom" Германии, один из наиболее известных производителей вакуумного оборудования в мире.

С большим вниманием Workshop on ECR Ion Sources относится к молодежным работам. За существенный вклад в развитие ЭЦР источников ученым в возрасте до 40лет в 2008 г. была учреждена специальная премия имени Ришара Желлера (Richard Geller Prize). В этом году по результатам голосования международного жюри премии был удостоен научный сотрудник лаборатории ионных источников ИПФ РАН Изотов Иван Владимирович за цикл работ «Экспериментальные и теоретические исследования импульсного ЭЦР разряда, поддерживаемого мощным СВЧ излучением и объяснение «эффекта преглоу».

В целом совещание было проведено на высоком международном уровне, о чем свидетельствует большое количество положительных отзывов участников. Нижегородская конференция  запомнится ее участникам не только интересной работой, но и обширной развлекательной программой с экскурсиями и прогулкой на теплоходе по рекам Волга и Ока.

 

Источник: «Нижегородский потенциал» – издание Нижегородского научного центра РАН 

В.А. Скалыга, к.ф-м.н., председатель орг.комитета, зав. лаборатории ионных источников ИПФ РАН