Thermalization and ionization of metal atoms of operating environment at a metal ion-sputtering source

Fast atoms sputtered on a hot metal surface were suggested for thermalization at a metal ion-sputtering source and for further desorption into a discharge with temperature, which is equal to the temperature of the surface. In the suggested construction of the source, atom thermalization process is realized on an interior surface of an anode of the Penning discharge cell in an oscillation area of ionizing electrons. It has been experimentally shown that the proposed method of thermalization of Fe atoms increases the fraction of Fe⁺ ions in the extracted ion beam by three times.У джерелі металевих іонів розпилювального типу запропоновано проводити процес термалізації швидких розпорошених атомів на гарячій металевій поверхні з наступною їх десорбцією в розряд з температурою, що дорівнює температурі цієї поверхні. У розглянутій конструкції джерела термалізація атомів реалізована на внутрішній поверхні анода пенінговської розрядної комірки в області осциляції іонізуючих електронів. Експериментально показано, що термалізовані таким чином розпорошені в розрядній камері атоми Fe збільшують фракцію Fe⁺ в екстрагованому іонному пучку в три рази.В источнике металлических ионов распылительного типа предложено производить процесс термализации быстрых распыленных атомов на горячей металлической поверхности с последующей их десорбцией в разряд с температурой, равной температуре этой поверхности. В рассматриваемой конструкции источника термализация атомов реализована на внутренней поверхности анода пеннинговской разрядной ячейки в области осцилляции ионизирующих электронов. Экспериментально показано, что термализованные таким образом распыленные в разрядной камере атомы Fe увеличивают фракцию Fe⁺ в экстрагируемом ионном пучке в три раза

IAP triple-beam facility for simulation studies of radiation damage of materials

The project of ion irradiation facility for in-situ studies of radiation damage being developed in IAP NAS of Ukraine is presented. The platform comprises 300 kV heavy ion implanter, 50 kV collinear dual-beam light ion im-planter and 200 kV electron microscope. The optimal energies of heavy and light ion beams have been estimated. The results of computer simulation of ion transmission in the light ion implanter are presented.Представлено проект іонно-променевої платформи для in-situ досліджень радіаційних пошкоджень, що розробляється в ІПФ НАН України. Платформа містить у собі імплантер важких іонів на 300 кВ, колінеарний двохпучковий імплантер легких іонів на 50 кВ та електронний мікроскоп на 200 кВ. Оцінено оптимальні енергії пучків важких і легких іонів. Наведено результати комп’ютерного моделювання проходження іонів у імплантері легких іонів.Представлен проект ионно-лучевой платформы для in-situ исследований радиационных повреждений, который разрабатывается в ИПФ НАН Украины. Платформа включает в себя имплантер тяжелых ионов на 300 кВ, коллинеарный двухпучковый имплантер легких ионов на 50 кВ и электронный микроскоп на 200 кВ. Оценены оптимальные энергии пучков тяжелых и легких ионов. Приведены результаты компьютерного моделирования прохождения ионов в имплантере легких ионов

Observation of Non-Exponential Orbital Electron Capture Decays of Hydrogen-Like 140^{140}Pr and 142^{142}Pm Ions

We report on time-modulated two-body weak decays observed in the orbital electron capture of hydrogen-like $^{140}$Pr$^{59+}$ and $^{142}$Pm$^{60+}$ ions coasting in an ion storage ring. Using non-destructive single ion, time-resolved Schottky mass spectrometry we found that the expected exponential decay is modulated in time with a modulation period of about 7 seconds for both systems. Tentatively this observation is attributed to the coherent superposition of finite mass eigenstates of the electron neutrinos from the weak decay into a two-body final state.Comment: 12 pages, 5 figure

KamLAND-experiment and soliton-like nuclear georeactor

We give an alternative description of the new data produced in the KamLAND experiment, assuming the existence of a natural nuclear reactor on the boundary of the liquid and solid phases of the Earth's core. Analyzing the uncertainty of antineutrino spectrum of georeactor origin, we show that the theoretical (which takes into account the soliton-like nuclear georeactor with power about 20 TW) reactor antineutrino spectrum describes with good accuracy the new experimental KamLAND-data. At the same time the parameters of mixing (Δm²₂₁=2.5х10⁻⁵ eV², tan²Θ₁₂=0.437) calculated within the framework of georeactor hypothesis are substantially closer to the data of solar flux SNO-experiment then the parameters of mixing obtained in KamLAND-experiment

A search for ferromagnetism in transition-metal-doped piezoelectric ZnO

We present the results of a computational study of ZnO in the presence of Co and Mn substitutional impurities. The goal of our work is to identify potential ferromagnetic ground states within the (Zn,Co)O or (Zn,Mn)O material systems that are also good candidates for piezoelectricity. We find that, in contrast to previous results, robust ferromagnetism is not obtained by substitution of Co or Mn on the Zn site, unless additional carriers (holes) are also incorporated. We propose a practical scheme for achieving such $p$-type doping in ZnO

Characteristics of edge plasma turbulence in spontaneous change of confinement mode in the URAGAN-3M torsatron

It is shown that in the Uragan-3M torsatron under conditions of spontaneous change of confinement mode caused by formation of an internal transport barrier, a layer with the E×B velocity shear appears at the boundary of confinement region. Appreciable changes of the edge microturbulence characteristics and turbulence-induced particle flux in the vicinity of this layer evidence a formation of the edge transport barrier as well.В торсатроні У-3М при зміні режиму утримання, викликаній створенням внутрішнього транспортного бар’єра, біля границі плазми виникає шар з шіром швидкості Е×В. Відповідні зміни характеристик дрібномасштабної турбулентності поблизу цього шару та викликаного турбулентністю радіального потоку частинок свідчать про створення також і крайового транспортного бар’єра.В торсатроне У-3М при изменении режима удержания плазмы, вызванном образованием внутреннего транспортного барьера, вблизи границы плазмы появляется слой с широм скорости Е×В. Соответствующие изменения характеристик мелко-масштабной турбулентности в окрестности этого слоя и вызванного турбулентностью радиального потока частиц, свидетельствуют об образовании также и краевого транспортного барьера

Peculiarities of plasma fluctuations during RF heating in Uragan-3M torsatron by means of two alfven waves

Three wave interaction has been observed in experiments on Uragan-3M torsatron. Two RF antennas with frequencies Ω1 and Ω2 were used simultaneously for plasma production and heating. Plasma was probed by microwaves, these allowed to study reflection of microwaves at almost whole plasma radius. Spectral analysis of reflected microwaves showed an existence of plasma density fluctuation with frequency Ω1 – Ω2. The suppression of plasma low frequencies was observed, when the plasma oscillation with Ω1 – Ω2 frequency has appeared. Microwaves probing of these fluctuations is the useful tool for studies of their influence on plasma behavior and possibly RF power absorption profile.Трьоххвильова взаємодія спостерігалась в експериментах на торсатроні Ураган-3М. Дві ВЧ антени з частотами Ω1 і Ω2 одночасно використовувались для створення і нагріву плазми, яка зондувалась мікрохвилями, місце відбиття яких перекривало майже весь радіус. При спектральному аналізі відбитих НВЧ сигналів виявлені флуктуації густини плазми з частотою Ω1 – Ω2. При появі коливань з частотою Ω1 – Ω2 спостерігалось пригнічення НЧ флуктуацій. Мікрохвильове зондування є корисним засобом для вивчення їх впливу на поведінку плазми та, можливо, для відтворення профілю поглинання ВЧ потужності.Трехволновое взаимодействие наблюдалось в экспериментах на торсатроне Ураган-3М. Две ВЧ антенны с частотами Ω1 и Ω2 одновременно использовались для создания и нагрева плазмы, которая зондировалась микроволнами, место отражения которых перекрывало почти весь радиус. При спектральном анализе отраженных СВЧ сигналов обнаружены флуктуации плотности плазмы с частотой Ω1 – Ω2. При появлении колебаний на частоте Ω1 – Ω2 наблюдалось подавление НЧ флуктуаций. Микроволновое зондирование является полезным средством для изучения их влияния на поведение плазмы и, возможно, для воссоздания профиля поглощения ВЧ мощности

Density and potential fluctuations in the edge plasma of the Uragan-3m torsatron

Ion saturation current and floating potential fluctuations are recorded by movable array of 4 Langmuir probes near the boundary of the confinement region in the l = 3/m = 9 Uragan-3M torsatron with an RF produced and heated plasma. On the basis of these data main spectral and time characteristics of the low frequency electrostatic turbulence have been derived. The existence of the radial electric field shear and reversal of poloidal phase velocity of the fluctuations at the plasma boundary have been confirmed. The time function of the turbulent E×B particle flux contains intermittent bursts with the amplitude multiply exceeding the average flux. Up to 70% of the total fluctuating flux is carried in these bursts

Effects of plasma heating on the magnitude and distribution of plasma flows in the helical divertor of the Uragan-3M torsatron

Recently, a strong up-down asymmetry in the poloidal distributions of diverted plasma flows has been observed in the l = 3/m = 9 Uragan-3M torsatron, in many features similar to what have been observed in the l = 2 Heliotron E heliotron/torsatron. With this asymmetry, the predominant outflow of the diverted plasma is directed with the ion toroidal drift. On this basis, the asymmetry can be related to the space non-uniformity of the charged particle loss. In the work reported, the magnitude of divertor flow in U-3M and the vertical asymmetry in its distribution are studied as functions of the heating parameter P/, P being the power absorbed in the plasma, and are juxtaposed with corresponding P-related changes in the density and fast ion content in the plasma. As P/ increases, an increase of fast ion content and of particle loss, on the one hand, and an increase of divertor flow magnitude and of vertical asymmetry of the flow, on the other hand, are observed. A mutual accordance between these processes validates the hypothesis on a dominating role of fast particle loss in formation of vertical asymmetry of divertor flows in helical devices