Основные курсы кафедры

Кафедра осуществляет подготовку бакалавров по профилю “Термоядерные реакторы и плазменные установки” и магистров по программе "Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез".

Кафедра преподает более тридцати специальных курсов, направленных на изучение студентами физических основ плазмы и методики ее использования в электрофизических и энергетических установках, структуры и принципов действия, разработки и эксплуатации экспериментальных термоядерных установок и реакторов; технологических основ плазменного нанесения на поверхности конструктивных элементов энергетического оборудования.

Перечень основных курсов

"Основы физики плазмы"

1. Способы описания плазмы, одночастичное приближение, гидродинамический подход, кинетический подход.

2. Взаимодействие частиц в плазме.

3. Волны в плазме. Волны в холодной плазме, волны в горячей плазме в МГД приближении, взаимодействие электромагнитных волн с плазмой, волновые методы исследования плазмы.

4. Объемный заряд в плазме. Плоский диод, плоский слой, электростатический зонд в плазме, расходимость пучка заряженных частиц.

"Магнитное удержание плазмы"

1. Проблемы магнитного удержания плазмы. Равновесие плазмы в магнитном поле, МГД устойчивость равновесной плазмы в магнитном поле. Общий подход к исследованию устойчивости в МГД приближении.

2. Плазменные неустойчивости. МГД неустойчивости, кинетические неустойчивости.

3. Процессы переноса в плазме. Процессы переноса в плазме без магнитного поля, амбиполярная диффузия, перенос поперек магнитного поля в слабоионизованной плазме, об амбиполярной диффузии поперек магнитного поля, диффузия в полностью ионизованной плазме, о переносе в тороидальных магнитных конфигурациях, микронеустойчивости и аномальная диффузия.

4. Радиационные потери энергии из плазмы. Циклотронное излучение, тормозное излучение, рекомбинационное излучение.

5. Нагрев плазмы и генерация тока в ней.Волновые методы нагрева плазмы и генерации тока, метод нейтральной инжекции.

6. Реакции термоядерного синтеза.
   

7. Различные  системы магнитного удержания плазмы. Расчет энергии и потоков заряженных частиц в плазменных установках с магнитным удержанием. Поперечный перенос. Критика пролетотрона. Поперечный магнитный инвариант. Расчет характеристик магнитного удержания плазмы в различных системах. Открытые ловушки. Замкнутые магнитные ловушки.

8. Решение проблем неустойчивости. Неоклассическая электропроводность. Бутстрэп-ток. Неоклассическое пинчевание. МГД – неустойчивости в токамаке. Винтовые неустойчивости: идеальная, диссипативная (тиринг), баллонная. Магнитные острова. Пределы устойчивости по q в токамаке. Неустойчивости срыва в токамаке: внутренний, предсрыв, срыв.  Диаграмма Хьюгелла. Способы нагрева плазмы в токамаке и стеллараторе.
   

9. Примеси и способы их удаления. Источники примесей в плазменных установках. Основные последствия присутствия примесей в  плазме. Поведение примесей в замкнутых системах.  Способы удаления примесей. Методы подготовки стенок плазменных установок: очистка, применение защитных покрытий. Проблемы диверторных пластин. Радиационный бланкет. Термоядерный источник нейтронов. Инженерные проблемы ИТЭР.
   

"Экспериментальные электрофизические и плазменные установки"

1. Токамаки и стеллараторы как практические устройства управляемого ядерного синтеза

2. Создание магнитной конфигурации токамака и стелларатора

3. Винтовые неустойчивости

4. Реальная термоизоляция, плазмы

5. Инженерные проблемы стационарного токамака и стелларатора

"Взаимодействие частиц и излучений с конструкционными материалами"

1. Расчет процесса изотропизации потока атомных частиц в малоугловом приближении

2. Расчет процесса деградации энергии потока атомных частиц на основе теории Ландау

3. Каскадная теория распыления, расчет коэффициентов распыления по формуле П.Зигмунда

4. Измерение энергетических спектров отраженных электронов

5. Изучение вторично-ионного масс-спектрометра, исследование массового спектра стали

"Компьютерные технологии в науке и образовании"

1. Система уравнений для моделирования плазмы, плазменных процессов и расчета параметров плазмотронов

2. Метод контрольного объема (МКО) и его применение к решению системы уравнений плазмы

3. Численное решение обобщенного дифференциального уравнения (ОДУ)

4. Численное решение уравнения баланса энергии (УБЭ) плазмы

5. Совместное решение уравнений движения (УД) и уравнения неразрывности (УН) плазмы

6. Расчет состава и термодинамической функции плазмы

7. Расчет коэффициентов переноса плазмы

8. Расчет излучательных процессов плазмы

9. Компьютерные технологии в математике

10. Использование издательской системы LaTeX для подготовки научной публикации

"Магнитоплазменная аэродинамика"

1. Основные этапы развития и становления МПА. Ключевые эксперименты в МПА.

2. Ударные и звуковые волны в однородной слабоионизованной неравновесной плазме.

3. Звуковые и УВ в неоднородной СНП.

4. Электрический разряд в высокоскоростном газовом потоке. ВЧ и СВЧ разрядов в высокоскоростном газовом потоке.

5. Сверхзвуковое обтекание тел с локальными зонами энергоподвода.

6. Сверхкритический и докритический режимы энергоподвода в газовом потоке.

7. Численное моделирование обтекания тел с локальными зонами энергоподвода.

Более подробная информация о содержании образовательных программ приведена в разделе Основные образовательные программы.​