High-power plasma dynamic systems of quasi-stationary type in IPP NSK KIPT: results and prospects

This paper is devoted to brief review of main experimental results of investigations of high-power quasi-stationary plasma dynamic systems in the IPP NSC KIPT. In experiments were shown that to received accelerated plasma streams with high value of energy in quasi-stationary modes all conditions on the accelerating channel boundary should be controlled independently. As a results of optimizations of the modes of operation all QSPA active elements quasi-stationary plasma flow in the channel during 480 μs at discharge durations 550μs was obtained. The plasma streams velocity was close to theoretical limit for present experimental conditions. Plasma streams with maximum velocity up to 4.2·10⁷ cm/s and total value of energy containment in the stream 0.4…0.6 MJ were received. The main properties of compression zone formation in the plasma streams generated by magneto-plasma compressor in quasi-stationary modes were investigated. In experiments were shown that initial conditions, namely residual pressure in the vacuum chamber made a big influence on the value of plasma density in compression zone. Compressive plasma streams with density (2…4)·10¹⁸ cm⁻³ during 20…25μs at discharge duration 10μs were obtained. This value of plasma density is close to theoretical limit for present experimental conditions.Работа посвящена краткому обзору основных экспериментальных результатов исследования мощных квазистационарных плазмодинамических систем в ИФП ННЦ ХФТИ. Показано, что для получения ускоренных потоков плазмы с большим энергосодержанием в квазистационарном режиме необходимо независимым образом управлять условиями на границах ускорительного канала. В результате оптимизации работы всех вспомогательных элементов КСПУ были получены квазистационарные течения плазмы с временем генерации 480 мкс при длительности разряда 550 мкс и скорости генерации, близкой к теоретическому пределу для данных экспериментальных условий. Получены плазменные потоки с максимальной скоростью 4.2·10⁷ см/с и полным энергосодержанием 0.4…0.6 МДж. Исследованы основные закономерности формирования компрессионных потоков плазмы, генерируемых в квазистационарном режиме магнито-плазменным компрессором. Показано, что начальные условия (в частности, давление рабочего газа) оказывают существенное влияние на плотность плазмы в зоне сжатия. Получены самосжимающиеся потоки с плотностью (2…4)·10¹⁸ см⁻³, близкой к теоретическому пределу для данных экспериментальных условий. Время существования зоны компрессии составляло 20…25 мкс при длительности разряда в МПК 10 мкс.Робота присвячена короткому огляду основних експериментальних результатів дослідження потужних квазістаціонарних плазмодинамічних систем в ІФП ННЦ ХФТІ. Показано, що для отримання прискорених потоків плазми з великим енерговмістом у квазістаціонарному режимі необхідно незалежним чином керувати умовами на межах прискорювального каналу. У результаті оптимізації роботи всіх допоміжних елементів КСПП були отримані квазістаціонарні течії плазми з часом генерації 480 мкс при тривалості розряду 550 мкс та швидкістю генерації, близької до теоретичної межі для даних експериментальних умов. Були отримані плазмові потоки з максимальною швидкістю 4.2·10⁷ см/с і повним енерговмістом потоку 0.4...0.6 МДж. Досліджено основні закономірності формування компресійних потоків плазми, які генеруються магніто-плазмовим компресором у квазістаціонарному режимі. Показано, що початкові умови, зокрема тиск робочого газу, істотно впливають на густину плазми в зоні стиснення. Отримані самостискаючі потоки з густиною (2...4)·10¹⁸ см⁻³, яка близька до теоретичної межі для даних експериментальних умов. Час існування зони компресії становив 20...25 мкс при тривалості розряду в МПК 10 мкс

Спутниковая навигация и управление движением речных судов: концептуальные подходы

The article shows one of the main areas of technical modernization of the sector, based on the introduction of the most advanced technologies and scientific achievements in the field of global navigation satellite systems, without which safe operation of inland waterway transport is impossible nowadays. The central place in this case belongs to the development of conceptual approaches to solving a strategic task - to ensure reliable control of navigation through the use of continuous high-precision radio navigation field of differential subsystems GLONASS/GPS/ GALILEO throughout the controlled waterways, including rivers, lakes and reservoirs.В статье показано одно из основных направлений технической модернизации отрасли, базирующееся на внедрении наиболее передовых технологий и научных достиженийв сфере глобальных навигационных спутниковых систем, без которых сегодня невозможна безопасная эксплуатация внутреннего водного транспорта. Центральное место при этом занимает разработка концептуальных подходов к решению стратегической задачи - обеспечению надежного управления судоходством за счет использования сплошного высокоточного радионавигационного поля дифференциальных подсистем ГЛОНАСС/GPS/GALILEO на всем протяжении контролируемых водных путей, включая реки, озёра и водохранилища

The comparative analysis of the compressible plasma streams generated in QSPA from the various gases

The numerical research of streams dynamics in the channel and the compressible flows at the QSPA output is carried out for the plasma generated from hydrogen, helium, argon and xenon. The MHD equations in the one-fluid approach taking into account the final conductivity of medium, the heat conductivity and the effective losses of radiation energy underlie the numerical model of the two-dimensional axisymmetric plasma flows. Features of the compressible plasma streams generated from various gases are revealed.Проведено численное исследование динамики потоков в канале и компрессионных течений на выходе из КСПУ для плазмы, генерируемой из водорода, гелия, аргона и ксенона. В основе численной модели двумерных осесимметричных течений плазмы лежат МГД-уравнения в одножидкостном приближении с учетом конечной проводимости среды, теплопроводности и эффективных потерь энергии на излучение. Выявлены особенности компрессионных потоков плазмы генерируемой из различных газов.Проведено чисельне дослідження динаміки потоків в каналі і компресійних течій на виході з КСПУ для плазми, яка генерується з водню, гелію, аргону і ксенону. В основі чисельної моделі двовимірних осесиметричних течій плазми лежать МГД-рівняння в однорідинному наближенні з урахуванням кінцевої провідності середовища, теплопровідності і ефективних витрат енергії на випромінювання. Виявлено особливості компресійних потоків плазми, які генерується з різних газів

Local Magnetohydrodynamic Characteristics of the Plasma Stream generated by MPC

This paper investigates the spatial distributions of electrical current which flows inside the plasma stream generated by a magnetoplasma compressor (MPC). Two different modes of MPC operation with different gas supply scenarios have been applied in the experiments presented here. The first is the operation mode with a pulse injection of xenon into the interelectrode space, and the second is the operation mode with residual helium in the chamber and local injection of xenon directly into the compression zone. The maximum value of the electric current observed outside the MPC channel is 15 ÷ 20% of the total discharge current. Electric current vortices were discovered in the plasma stream. The amplitude of the current in the vortices reaches 50% of the total discharge current. The maximum EUV radiation power was measured in the mode of MPC operation with local xenon injection. Power in the wave range 12.2 ÷ 15.8 nm achieves up to 16 ÷ 18 kW

Local Magnetohydrodynamic Characteristics of the Plasma Stream generated by MPC

This paper investigates the spatial distributions of electrical current which flows inside the plasma stream generated by a magnetoplasma compressor (MPC). Two different modes of MPC operation with different gas supply scenarios have been applied in the experiments presented here. The first is the operation mode with a pulse injection of xenon into the interelectrode space, and the second is the operation mode with residual helium in the chamber and local injection of xenon directly into the compression zone. The maximum value of the electric current observed outside the MPC channel is 15 ÷ 20% of the total discharge current. Electric current vortices were discovered in the plasma stream. The amplitude of the current in the vortices reaches 50% of the total discharge current. The maximum EUV radiation power was measured in the mode of MPC operation with local xenon injection. Power in the wave range 12.2 ÷ 15.8 nm achieves up to 16 ÷ 18 kW

On the problem of correctness in the stark spectroscopy of high-density plasma streams

This work is devoted to investigations of probable errors of the spectral methods for electron density measurements. The theoretical calculation of the optical plasma thickness τ for the hydrogen Hβ line was performed for the different values of the electron density and temperature. It was demonstrated that impact of the optical thickness on the electron density measurements is negligible small in our conditions

Influence of longitudinal magnetic field in the MPC channel on the density of generated plasma stream

The paper is devoted to experimental measurements and analysis of parameters of the plasma streams generated by magnetoplasma compressor (MPC) upgraded with an external axial magnetic field. Influence of the external axial magnetic field of 0.24 T on helium plasma streams (P=2 Torr) has been studied. The measurements of average electron density distributions were performedboth with and without an external axial B-field. Distributions of plasma electron density Ne (L) were measured with spectroscopy in the plasma stream and in the compression zone using Stark broadening of He I and He II spectral lines. Plasma-surface interaction processes were also analyzed.Представлено експериментальні вимірювання та аналіз параметрів плазмових потоків, що генеруються магнітоплазмовим компресором (МПК), який було оснащено зовнішнім магнітним полем. Вивчено вплив зовнішнього магнітного поля 0,24 Тл на потоки гелієвої плазми (Р=2 Торр). Представлено просторові розподіли електронної густини плазми як із зовнішнім магнітним полем, так і без нього. Розподіли електронної густини плазми Ne (L) отримано зі штарківського розширення спектральних ліній He I та He II. Також представлені вимірювання розподілів Ne (L) при налітанні пламового потоку МПК на сталеву мішень.Представлены экспериментальные измерения и анализ параметров плазменных потоков, генерируемых магнитоплазменным компрессором (МПК), который был оснащен внешним магнитным полем. Изучено влияние внешнего магнитного поля 0,24 Тл на потоки гелиевой плазмы (P=2 Торр). Представлены пространственные распределения электронной плотности плазмы как с внешним магнитным полем, так и без него. Распределения электронной плотности плазмы Ne (L) получены из штарковского уширения спектральных линий He I и He II. Также привeдены измерения распределений Ne (L) при налетании плазменного потока МПК на мишень из нержавеющей стали

Characteristics of plasma streams and optimization of operational regimes for magnetoplasma compressor

The main objective of these studies is characterization of dense xenon plasma streams generated by magnetoplasma compressor (MPC) in different operational regimes. Optimization of plasma compression in MPC allows increase of the plasma stream pressure up to 22…25 bar, average temperature of electrons of 10…20 eV and plasma stream velocity varied in the range of (2…9)×10⁶ cm/s depending on operation regime. Spectroscopy measurements demonstrate that in these conditions most of Xe spectral lines are reabsorbed. In the case of known optical thickness, the real value of electron density can be calculated with accounting self-absorption. Estimations of optical thickness were performed and resulting electron density in focus region was evaluated as 10¹⁸ cm⁻³. Remove selectedПроведено експерименти з оптимізації режимів роботи МПК та виміряно параметри плазмових потоків при роботі на ксеноні. Проаналізовано розподіли тиску в плазмовому потоці, швидкість та температура плазми. Спектроскопічні вимірювання показали, що більшість спектральних ліній ксенону самопоглинені. У випадку відомої оптичної товщини, реальна електронна густина може бути обчислена з урахуванням ефекту самопоглинання. Були проведені оцінки оптичної товщини, в результаті чого розрахована величина концентрації електронів в області компресії – 10¹⁸ см⁻³.Проведены эксперименты по оптимизации режимов работы МПК, измерены параметры плазменных потоков при работе на ксеноне. Проанализированы распределения давления в плазменном потоке, скорость и температура плазмы. Спектроскопические измерения показали, что большинство спектральных линий ксенона самопоглощены. В случае известной оптической толщины реальная электронная плотность может быть вычислена с учетом эффекта самопоглощения. Проведены оценки оптической толщины, в результате чего рассчитано значение концентрации электронов в области компрессии – 10¹⁸ см⁻³

Toxoplasma and Plasmodium protein kinases: roles in invasion and host cell remodelling

Some apicomplexan parasites have evolved distinct protein kinase families to modulate host cell structure and function. Toxoplasma gondii rhoptry protein kinases and pseudokinases are involved in virulence and modulation of host cell signalling. The proteome of Plasmodium falciparum contains a family of putative kinases called FIKKs, some of which are exported to the host red blood cell and might play a role in erythrocyte remodelling. In this review we will discuss kinases known to be critical for host cell invasion, intracellular growth and egress, focusing on (i) calcium-dependent protein kinases and (ii) the secreted kinases that are unique to Toxoplasma (rhoptry protein kinases and pseudokinases) and Plasmodium (FIKKs)