The ion energy in a plasma resonator excited by a powerful microwave pulse at ECR frequency

The possibility of heating argon plasma ions with a density of ≈10¹³ cm⁻³ to 2 keV in a resonator placed in a magnetic field of a plug configuration when oscillations were excited at an electron-cyclotron resonance frequency with an electric field strength of up to 12 kV/cm in a pulse with a duration of 1.8 μs was shown experimentally. Ions acquire high energy in the fields of stochastic low-frequency ion oscillations due to the development of a modified decay of microwave oscillations.Експериментально показана можливість нагріву іонів аргонової плазми щільністю ≈10¹³ см⁻³ до 2 кеВ у резонаторі, розміщеному в магнітному полі пасткової конфігурації, при порушенні коливань на частоті електронно-циклотронного резонансу і напруженості електричного поля до 12 кВ/см в імпульсі тривалістю 1,8 мкс. Іони набувають високу енергію в полях стохастичних низькочастотних іонних коливань, обумовлених розвитком модифікованого розпаду НВЧ-коливань.Экспериментально показана возможность нагрева ионов аргоновой плазмы плотностью ≈10¹³ см⁻³ до 2 кэВ в резонаторе, размещенном в магнитном поле пробочной конфигурации, при возбуждении колебаний на частоте электронно-циклотронного резонанса и напряженности электрического поля до 12 кВ/см в импульсе длительностью 1,8 мкс. Ионы приобретают высокую энергию в полях стохастических низкочастотных ионных колебаний, обусловленных развитием модифицированного распада СВЧ-колебаний

Investigation of posibility of energy transfer to plasma ions by oscillations with large amplitude on frequency of electron cyclotron resonance in magnetic trap

Process of action of powerful transverse electromagnetic wave on plasma in the magnetic trap is studied theoretically and experimentally. Interaction of wave-wave type is taken into account in the theoretical model. Investigation is based on three wave interaction. The cascades of three wave interaction described too. In the experiment the wave spectrums exciting in plasma were studied and it was shown enough fast appearance of energetic ions flows. There is a enough good agreement theoretical and experimental results.Теоретично та експериментально вивчається процес впливу потужної поперечної електромагнітної хвилі на плазму в магнітній пастці. У теоретичній моделі враховується взаємодія типу хвиля-хвиля. Дослідження ґрунтується на трьоххвильовій взаємодії. Розглянуто також каскади трьоххвильової взаємодії. В експерименті вивчено спектри хвиль, що збуджуються в плазмі, і показано досить швидку появу потоків високоенергетичних іонів. Є гарне якісне узгодження теоретичних та експериментальних результатів.Теоретически и экспериментально изучается процесс воздействия мощной поперечной электромагнитной волны на плазму в магнитной ловушке. В теоретической модели учитывается взаимодействие типа волна-волна. Исследование основано на трехволновом взаимодействии. Рассмотрены также каскады трехволнового взаимодействия. В эксперименте изучены спектры волн, возбуждаемых в плазме, и показано достаточно быстрое появление потоков высокоэнергетических ионов. Имеется хорошее качественное согласие теоретических и экспериментальных результатов

Radiation shielding of electron accelerator LIAM-2: calculation and geometry

In the present paper the calculation is carried out and the geometry of radiation shielding construction for a linear induction electron accelerator LIAМ-2 with the energy of 2 MeV and current in a pulse 3∙10³ A developed at the NSC KIPT is offered. It is shown that despite high accelerated electron current in the accelerator using a ferromagnetic tape, by a virtue of practical absence of beam dispersion in a transportation path, and specificity of X-ray bremsstrahlung topography, it is possible to realize, the effective radiation shielding of the personnel of categories "A" and "B" serving the accelerator with the aid of, for instance, lead.Выполнен расчет и предложена геометрия построения радиационной защиты разработанного в ННЦ ХФТИ линейного индукционного ускорителя электронов ЛИУМ-2 с энергией 2 МэВ и током в импульсе 3∙10³ A. Показано, что, несмотря на большой ускоряемый ток электронов в ускорителе, использующем ферромагнитную ленту, в силу практического отсутствия рассеяния пучка в тракте транспортировки, специфики топографии тормозного рентгеновского излучения, можно осуществить эффективную радиационную защиту обслуживающего ускоритель персонала категорий «А» и «Б», используя, например, свинец.Виконано розрахунок та запропонована геометрія побудови радіаційного захисту розробленого в ННЦ ХФТІ лінійного індукційного прискорювача електронів ЛІПМ-2 з енергією 2 МеВ і струмом в імпульсі 3∙10³ А. Показано, що, незважаючи на великий струм електронів у прискорювачі, який використовує феромагнітну стрічку, в силу практичної відсутності розсіювання пучка в тракті транспортування, специфіки топографії гальмового рентгенівського випромінювання, можна здійснити ефективний радіаційний захист персоналу категорій "А" і "Б", що обслуговує прискорювач, використовуючи, наприклад, свинець

Features of behavior of electrons of plasma in open trap in condition of transverse input of powerful microwave pulses at ECR

It has been experimentally shown that the effect of oscillations of large amplitude on the frequency of electron cyclotron resonance on a plasma held by a magnetic trap leads to an effective acceleration of the plasma electrons and the formation of directed electron fluxes, which in turn stimulate repeated microwave oscillations. A consequence of such a process is the appearance of alternating pulses of microwave oscillations in time.Експериментально показано, що вплив коливань великої амплітуди на частоті електронноциклотронного резонансу на плазму, що утримується магнітною пасткою, призводить до ефективного прискорення електронів плазми і формування направлених потоків електронів, які, в свою чергу, збуджують повторні НВЧ-коливання. Наслідком такого процесу є поява імпульсів НВЧ-коливань, які чергуються в часі.Экспериментально показано, что воздействие колебаний большой амплитуды на частоте электронноциклотронного резонанса на плазму, удерживаемою магнитной ловушкой, приводит к эффективному ускорению электронов плазмы и формированию направленных потоков электронов, которые, в свою очередь, возбуждают повторные СВЧ-колебания. Следствием такого процесса является появление чередующихся во времени импульсов СВЧ-колебаний

The pursuit of a more powerful thermodynamic hydrate inhibitor than methanol. Dimethyl sulfoxide as a case study

Search for new, more effective hydrate formation inhibitors is one of the oil and gas industry's urgent tasks. Dimethyl sulfoxide (DMSO) can be considered as a promising anti-hydrate reagent. DMSO and its aqueous solutions were characterized by several physicochemical methods, including measuring their density, viscosity, freezing point, the methane hydrate equilibrium conditions (V-Lw-H), and identification of the hydrate type formed. The hydrate phase equilibria in the system of DMSO aqueous solution–gaseous methane were determined for a wide range of DMSO concentrations (0–55 mass%), temperatures (242–289 K), and pressures (3–13 MPa). X-ray measurements reveal that DMSO does not form double hydrate with methane over the entire concentration range. The data obtained show that DMSO is a thermodynamic hydrate inhibitor. To quantitatively describe the anti-hydrate activity of DMSO, a correlation of thermodynamic depression ΔTh with the mass fraction of DMSO in solution and gas pressure was proposed. It was found that at concentrations above 33 and 53 mass% DMSO becomes more effective THI than the widely used monoethylene glycol and methanol, respectively. Such behavior is associated with the greater non-ideality of DMSO aqueous solutions (negative deviations from Raoult's law) compared to alcohols aqueous solutions. A linear correlation linking the depression of hydrate equilibrium temperature ΔTh and ice freezing point ΔTice was also derived. A comparative analysis of the density and kinematic viscosity of aqueous solutions of DMSO and methanol (0–100 mass%) was performed. It was revealed that DMSO is a promising inhibitor combining high anti-hydrate activity, low volatility (compared to methanol), and acceptable viscosity properties of aqueous solutions

The reaction of thiocaprylic acid with methyl thiocyanate

[No abstract available

Gas hydrate nucleation and growth in the presence of water-soluble polymer, nonionic surfactants, and their mixtures

© 2020 Elsevier B.V. We investigated the effect of mixtures of commercial nonionic surfactants Sintanol ALM-7 (A7), Sintanol ALM-10 (A10), Surfynol 465 (S6), Surfynol 485 (S8), and well-known kinetic hydrate inhibitor Luvicap 55W (sample P) on nucleation and growth of sII gas hydrate. The ramp method (cooling at a constant rate of 1 °C × h−1) was employed to determine hydrate onset temperature and subcooling of individual and mixed samples. The dosage of reagents varied within 0.25–1.0 mass% range. A7 and A10 were tested at concentrations of 1.6∙10−4–2.5∙10−3 mass% (about or lower than CMC) as well. All surfactants were found to be weak antinucleators of gas hydrates. The inhibition performance of the surfactants was significantly lower in comparison with Luvicap 55W. We observed that ethoxylated fatty alcohols (A7 and A10) at low concentrations demonstrated a hydrate-inhibiting action at nucleation and growth stages. The Luvicap 55W – surfactant mixtures were tested as KHIs with a total dosage of 0.5 mass%, and in the ratio of 1:1, 1:2, and 1:5. Several mixed samples (1:1 P + A10), (1:2 P + A10), (1:2 P + S6) have demonstrated the same or higher efficacy in inhibition of hydrate nucleation than pure KHI. The results obtained indicate the presence of a synergistic effect of kinetic inhibition of gas hydrate with mixtures of the polymer and ethoxylated nonionic surfactants. Among the mixtures, the best results were obtained for the sample (1:2 P + S6). Surfynol 465 is characterized by high solubility in water, low foaming (compared to other surfactants), and lower cost than vinyl lactam-based KHI. Thus, the Surfynol 465 is a promising synergist for the vinyl lactam polymeric KHI and allows reducing the dosage of the expensive polymer