Grain charging in weakly ionized plasma in the presence of external magnetic field

The problem of grain screening is solved numerically for the case of weakly ionized plasma in the presence of constant external magnetic field. The plasma dynamics is described within the drift-diffusion approach. The spatial distribution of the screened grain potential is studied and compared with the analytical estimates. It is shown that such potential has the Coulomb-like asymptotics with the effective charge dependent on the angle between the radius vector and magnetic field direction. Also, the potential can have nonmonotonic behavior in the direction parallel to magnetic field.Задача экранирования пылинки решается численно для случая слабоионизированной плазмы в присутствии постоянного внешнего магнитного поля. Динамика плазмы описывается в рамках дрейфово- диффузионного подхода. Изучено пространственное распределение экранированного потенциала пылинки и проведено сравнение с аналитическими оценками. Показано, что такой потенциал имеет кулоновскую асимптотику с эффективным зарядом, который зависит от угла между радиус-вектором и направлением магнитного поля.Задача екранування порошинки розв’язується чисельно для випадку слабоіонізованої плазми за наявністю постійного зовнішнього магнітного поля. Динаміка плазми описується в рамках дрейфово- дифузійного підходу. Вивчено просторовий розподіл екранованого потенціалу порошинки і виконано порівняння з аналітичними оцінками. Показано, що такий потенціал має кулонівську асимптотику з ефективним зарядом, що залежить від кута між радіус-вектором та напрямком магнітного поля

Fluctuations and ion-acoustic waves in collisional dusty plasma with variable grain charge

The kinetic theory of electric fluctuations in a collisional weakly ionized dusty plasma is formulated with regard to the grain charg variations. The spectra of ion-acoustic wave and of electron density correlation in nonisothermal plasmas are calculated for various values of grain density and grain size.Кінетична теорія електричних флуктуацій в зіткненній слабкоіонізованій запорошеній плазмі сформульована з урахуванням змінного заряду порошинок. Розраховані спектри іонно-звукових хвиль і кореляцій електронної концентрації в неізотермічній плазмі для різних значень концентрації і розмірів порошинок.Кинетическая теория электрических флуктуаций в столкновительной слабоионизированной пылевой плазме сформулирована с учетом переменного заряда пылинок. Рассчитаны спектры ионно-звуковых волн и корреляций электронной концентрации в неизотермической плазме для разных значений концентрации и размеров пылинок

Grain in a Plasma in the Presence of External Electric Field: Kinetic Calculation of Effective Potential and Ionic Drag Force

Kinetic calculations of the effective grain potential are presented for the case of weakly-ionized plasma in the external electric field. The drag force associated with the ionic drift in the external field is found. It is shown that the absorption of electrons and ions by the grain can cause the change of the direction of the drag force.Представлено кiнетичнi розрахунки ефективного потенцiалу порошинки для випадку слабоiонiзованої плазми у зовнiшньому електричному полi. Знайдено силу опору, яка пов’язана з дрейфом iонiв у зовнiшньому полi. Показано, що поглинання електронiв та iонiв порошинкою може привести до змiни напрямку сили опору

Kinetic theory of dusty plasmas and effective grain interactions

The basic points of the consistent kinetic theory of dusty plasmas is discussed. The equations for microscopic phase densities of plasma particles and grains are formulated. Using such equations it is possible to derive the kinetic equations, taking into account both elastic and inelastic particle collisions. Obtained equations are used for kinetic description of effective grain-grain potentials.Обговорюються основні положення послідовної кінетичної теорії запорошеної плазми. Наведено рівняння для мікроскопічних фазових густин для плазмових частинок і порошинок. Показано, що, використовуючи такі рівняння, можна сформулювати кінетичні рівняння для запорошеної плазми з урахуванням пружних і непружних зіткнень частинок та поглинання електронів та іонів порошинками. Розглянуто кінетичний опис ефективних потенціалів взаємодії порошинок у плазмі.Обсуждаются основные положения последовательной кинетической теории пылевой плазмы. Приведены уравнения для микроскопических фазовых плотностей для плазменных частиц и пылинок. Показано, что, используя такие уравнения, можно сформулировать кинетические уравнения для пылевой плазмы, учитывающие упругие и неупругие столкновения частиц и поглощение электронов и ионов пылинками. Выполнены кинетические расчеты эффективных потенциалов взаимодействия пылинок в плазме

Research of the state of internal surfaces of a supercritical water loop after a session of irradiation

Made of austenitic steel at the NSC KIPT, the supercritical water convection loop Loop-1a was running for more than 500 hours in the first experimental session (in 2011). The materials tested in the loop were placed into a stream of water (more than 50 g/s) at a temperature of 350…400°C, a pressure of 23… 25 MPa, and were irradiated by an electron beam with an energy of 10 MeV. Sediments that emerged on the inner surface of the loop were examined. The sediment mainly consisted of compounds of calcium and iron mixed with other elements. There is a possibility to increase corrosion induced by radiation due to dislocation damage, hydrogenation of metal and under the impact of active oxygen.Виготовлена з аустенітної стали в ННЦ ХФТІ надкритична водяна конвекційна петля Loop-1a в першому експериментальному сеансі (2011 рік) пропрацювала понад 500 год. Випробовувані у петлі матеріали перебували в потоці води (понад 50 г/с) при температурі 350…400°C, тиску 23…25 МПа і опромінювалися електронним пучком енергією 10 МеВ. Досліджували відкладення на внутрішній поверхні петлі, які складаються в основному із сполук кальцію і заліза з домішкою інших елементів. Можливе посилення корозії під дією випромінювання за рахунок дислокаційних ушкоджень, насичення воднем і активного кисню.Изготовленная из аустенитной стали в ННЦ ХФТИ сверхкритическая водяная конвекционная петля Loop-1a в первом экспериментальном сеансе (2011 год) проработала более 500 ч. Испытываемые в петле материалы находились в потоке воды (более 50 г/с) при температуре 350…400°C, давлении 23… 25 МПа и облучались электронным пучком энергией 10 МэВ. Исследовали отложения на внутренней поверхности петли, которые состоят в основном из соединений кальция и железа с примесью других элементов. Возможно усиление коррозии под действием излучения за счет дислокационных повреждений, наводорoживания и активного кислорода

Some results of research of chemical processes in a supercritic convectional water loop under electron exposure

The specific heat of water at the critical point increases abruptly and therefore supercritical water (SCW) can effectively cool a nuclear reactor, it would be promising to use SCW in nuclear energy. However, at high temperatures and due to radiolysis in which, along with hydrogen, oxygen, free electrons, hydrogen peroxide and free radicals are formed, SCW has increased corrosion activity.Питома теплоємність води в критичній точці стрибкоподібно збільшується, і тому надкритична вода (НКВ) може ефективно охолоджувати ядерний реактор. Було б перспективно використовувати НКВ у ядерній енергетиці. Однак при високій температурі і за рахунок радіолізу, при якому поряд з воднем, киснем, вільними електронами утворюються пероксид водню і вільні радикали, НКВ має підвищену корозійну активність.Удельная теплоемкость воды в критической точке скачкообразно увеличивается, и поэтому сверхкритическая вода (СКВ) может эффективно охлаждать ядерный реактор. Было бы перспективно использовать СКВ в ядерной энергетике. Однако при высокой температуре и за счет радиолиза, при котором наряду с водородом, кислородом, свободными электронами образуются пероксид водорода и свободные радикалы, СКВ имеет повышенную коррозионную активность

S-band electron linac with beam energy of 30…100 MeV

The S-band electron linac has been designed at NSC KIPT to cover an energy range from 30 to 100 MeV. The linac consists of the injector based on evanescent oscillations and the two four-meter long piecewise homogeneous accelerating sections. Each section is supplied with RF power from the KIU-12AM klystron. Variation of mean energy of the beam over a wide range is produced by placing bunches out of the wave crest in the second accelerating section. The report presents layout of the linac as well as simulation results of self-consistent particle dynamics in the linac and its present status.Лінійний прискорювач електронів 10 см - діапазону було розроблено в ННЦ ХФТІ з метою перекрити діапазон енергій 30…100 MeВ. Прискорювач складається з інжектора, основаного на коливаннях, що не розповсюджуються, і двох шматково-однорідних чотириметрових прискорювальних секцій. Кожна секція забезпечується НВЧ-потужністю від клістрона KІУ-12AM. Зміна середньої енергії пучка в широких межах забезпечується прискоренням згустків не на гребені хвилі в другій прискорювальній секції. Представлено структурну схему прискорювача, результати моделювання динаміки частинок в прискорювачі і його поточний стан.Линейный ускоритель электронов 10 см - диапазона был разработан в ННЦ ХФТИ с целью перекрытия диапазона энергий 30…100 MэВ. Ускоритель состоит из инжектора, основанного на не распространяющихся колебаниях и двух кусочно-однородных четырехметровых ускоряющих секций. Каждая секция питается СВЧ-мощностью от клистрона KИУ-12AM. Изменение средней энергии пучка в широких пределах обеспечивается ускорением сгустков не на гребне волны во второй ускоряющей секции. Представлены структурная схема ускорителя, результаты моделирования динамики частиц в ускорителе и его текущее состояние

EPIdemiology of Surgery-Associated Acute Kidney Injury (EPIS-AKI) : Study protocol for a multicentre, observational trial

More than 300 million surgical procedures are performed each year. Acute kidney injury (AKI) is a common complication after major surgery and is associated with adverse short-term and long-term outcomes. However, there is a large variation in the incidence of reported AKI rates. The establishment of an accurate epidemiology of surgery-associated AKI is important for healthcare policy, quality initiatives, clinical trials, as well as for improving guidelines. The objective of the Epidemiology of Surgery-associated Acute Kidney Injury (EPIS-AKI) trial is to prospectively evaluate the epidemiology of AKI after major surgery using the latest Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) consensus definition of AKI. EPIS-AKI is an international prospective, observational, multicentre cohort study including 10 000 patients undergoing major surgery who are subsequently admitted to the ICU or a similar high dependency unit. The primary endpoint is the incidence of AKI within 72 hours after surgery according to the KDIGO criteria. Secondary endpoints include use of renal replacement therapy (RRT), mortality during ICU and hospital stay, length of ICU and hospital stay and major adverse kidney events (combined endpoint consisting of persistent renal dysfunction, RRT and mortality) at day 90. Further, we will evaluate preoperative and intraoperative risk factors affecting the incidence of postoperative AKI. In an add-on analysis, we will assess urinary biomarkers for early detection of AKI. EPIS-AKI has been approved by the leading Ethics Committee of the Medical Council North Rhine-Westphalia, of the Westphalian Wilhelms-University Münster and the corresponding Ethics Committee at each participating site. Results will be disseminated widely and published in peer-reviewed journals, presented at conferences and used to design further AKI-related trials. Trial registration number NCT04165369

EPIdemiology of Surgery-Associated Acute Kidney Injury (EPIS-AKI): Study protocol for a multicentre, observational trial

Introduction More than 300 million surgical procedures are performed each year. Acute kidney injury (AKI) is a common complication after major surgery and is associated with adverse short-term and long-term outcomes. However, there is a large variation in the incidence of reported AKI rates. The establishment of an accurate epidemiology of surgery-associated AKI is important for healthcare policy, quality initiatives, clinical trials, as well as for improving guidelines. The objective of the Epidemiology of Surgery-associated Acute Kidney Injury (EPIS-AKI) trial is to prospectively evaluate the epidemiology of AKI after major surgery using the latest Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO) consensus definition of AKI. Methods and analysis EPIS-AKI is an international prospective, observational, multicentre cohort study including 10 000 patients undergoing major surgery who are subsequently admitted to the ICU or a similar high dependency unit. The primary endpoint is the incidence of AKI within 72 hours after surgery according to the KDIGO criteria. Secondary endpoints include use of renal replacement therapy (RRT), mortality during ICU and hospital stay, length of ICU and hospital stay and major adverse kidney events (combined endpoint consisting of persistent renal dysfunction, RRT and mortality) at day 90. Further, we will evaluate preoperative and intraoperative risk factors affecting the incidence of postoperative AKI. In an add-on analysis, we will assess urinary biomarkers for early detection of AKI. Ethics and dissemination EPIS-AKI has been approved by the leading Ethics Committee of the Medical Council North Rhine-Westphalia, of the Westphalian Wilhelms-University Münster and the corresponding Ethics Committee at each participating site. Results will be disseminated widely and published in peer-reviewed journals, presented at conferences and used to design further AKI-related trials. Trial registration number NCT04165369.