РУП ЮУрГУ - Физика электронных и ионных процессов

Министерство образования Российской федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Технологии приборостроения»




УТВЕРЖДАЮ
Декан Физического факультета
……………………… Кундикова Н.Д.
«……….»…………………..2009 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА



дисциплины СД.Ф.02        Физика электронных и ионных процессов

для специальности          210101          – Физическая электроника
специализация                2101016503  – Аналитические аспекты приборостроения
направление подготовки 210100         – Электроника и микроэлектроника

Факультет                Физический
Кафедра-разработчик       Технологии приборостроения

Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и примерной программой дисциплины по направлению подготовки 210100 – Электроника и микроэлектроника – для специальности 210101 – Физическая электроника.



Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Технология приборостроения»

Протокол № ……… от   «…..» ……… 2009 года.


Зав. кафедрой-разработчика                д.ф.-м.н., проф. Березин В.М.

Разработчик программы                старш. преп. Горшков А.В.

Учёный секретарь кафедры                к.т.н., доц. Колмакова Н.С.



Челябинск
2009
СОДЕРЖАНИЕ

1. Выписка из ГОС
2. Учебная программа дисциплины «Физика электронных и ионных процессов, часть 2»
2.1. Пояснительная записка.
2.2. Содержание.
2.3. Литература.
3. Рабочая программа дисциплины «Физика электронных и ионных процессов, часть 2»
3.1. Тематический план
3.2. Планы лекционного курса.
3.3. Планы семинарских и лабораторных занятий.
3.4. Организация самостоятельной работы.
3.4.1. Методические рекомендации.
3.4.2. Список тем рефератов.
3.5. Организация исследовательской НИРС и преддипломной работы.
3.5.1. Методические рекомендации.
3.5.2. Список тем НИОКР для студентов и аспирантов.
4. Методические рекомендации о контроле знаний, умений, навыков студентов


СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ПЗЧ – пучок заряженных частиц
ЭП – электронный пучок
ИП – ионный пучок
КДФ – конденсированная дисперсная фаза
ВЧ – высокочастотный


1. ВЫПИСКА ИЗ ГОС

Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки специалиста по специальности
ГОС 071400, ОКСО 210101 – Физическая электроника
Индекс СД.03
дисциплина специальной подготовки «Физика электронных и ионных процессов»
Всего часов – 200.
Основные разделы: поверхностный потенциальный барьер и работа выхода материала, термоэлектронная эмиссия, термодесорбция, полевая эмиссия, эмиссия горячих электронов, фотоэлектронная и вторичная эмиссия, эффективные эмиттеры электронов, ионно-электронная эмиссия, экзоэлектронная эмиссия, поверхностная ионизация, электронно-стимулированная десорбция, ионно-ионная эмиссия и обратное рассеяние ионов, анизотропия эмиссионных свойств монокристаллов, электрический ток в газах, типы электрического разряда, движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, классификация электронных линз, их аберрации, формирование пучков высокой плотности.

2. УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКА ЭЛЕКТРОННЫХ И ИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ЧАСТЬ 2»

2.1. Пояснительная записка.

Дисциплина «Физика электронных и ионных процессов» изучается в 6 и 7 семестрах. Из общего объёма 200 часов – 100 часов аудиторных занятий, 100 часов самостоятельной работы. Причём на 6-й семестр приходится 100 часов, на 7-й семестр 100 часов. В ходе 6 семестра студенты изучили основную часть теоретических аспектов изучаемых явлений. В ходе 7 семестра студентам надлежит изучить практические аспекты изучаемых явлений, а также дополнить теоретические знания по отдельным темам.

Формы аудиторных занятий – лекции 27 часов и лабораторные работы+семинары 27 часов.

Формы контроля – проверка посещения, текущий опрос, проверка лабораторных расчётов, защита итогов лабораторных работ, защита рефератов и результатов НИОКР (добровольцами), экзамен.

Целью дисциплины является усвоение студентами современных представлений о физических явлениях, свойствах, закономерностях и практическом применении 1) процессов эмиссии заряженных и нейтральных частиц из конденсированной фазы, 2) транспортировки пучков заряженных частиц и плазмы, в т.ч. гетерофазной, 3) взаимодействии пучков, плазмы и порождённых ими электромагнитных излучений с элементарными частицами, пучками, плазмой, газами, конденсированной (жидкой и твёрдой) фазой.

Связь с другими дициплинами: общефизические – механика, в т.ч. аэрогидродинамика и механика деформируемого твёрдого тела, термодинамика, молекулярная и статистическая физика, электричество и магнетизм,  в т.ч. в квантовой (волновой) и релятивистской области, оптика, основы атомной и ядерной физики и физики элементарных частиц, физика твёрдого тела и кристаллография, астрофизика и космология; специальные – вакуумная и плазменная электроника, твердотельная электроника, физические основы электронной и ионной технологии, физика и диагностика поверхности, основы микроэлектронной технологии, квантовая и оптическая электроника, электротехника, безопасность жизнедеятельности.
Математический аппарат: алгебра, математический анализ, теория вероятностей, стереометрия, дифференциальные уравнения и уравнения математической физики, вычислительная математика.

Требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретаемым студентами в процессе изучения этой дисциплины, соответствуют квалификационной характеристике выпускника физического факультета университета и включают, в соответствии с ГОС 071400:
– знание основных понятий,  законов и методов  физики  поверхности, эмиссионной, квантовой и оптической электроники, электронной и ионной технологии, способов управления технологическими процессами в современной микро и наноэлектронике; основных закономерностей физико-химических процессов, сопровождающих испускание заряженных частиц веществом и соударениями их друг с другом и с нейтральными и заряженными поверхностями; основных физических закономерностей электронных и ионных процессов в твёрдых телах, газах и плазме; основных закономерностей движения заряженных частиц в электрических и магнитных полях; способов аппаратурной реализации формирования электронных и ионных потоков, управления движением заряженных частиц, возможных научных и технологических применений изучаемых явлений; основных методов математического и модельно-теоретического описания электронных и ионных процессов; используемой терминологии и её физического содержания;
– умение применять теоретические знания для решения типичных задач эмиссионной и газоразрядной электроники и электронной оптики аналитическими и численными методами; обоснованно выбирать исследовательское и  технологическое  оборудование, оценивать эффективность его работы и адекватность поставленной задаче;
– навык  построения адекватных физических моделей явлений с участием электронных и ионных процессов, применения знаний для решения познавательных, прикладных и (ограниченно) исследовательских задач.

Особенностью части 2-й настоящего курса с 2008/2009 учебного года является отсутствие возможности проводить лабораторные занятия на базе ВНИИТФ (г.Снежинск). Следовательно, программа лабораторной части курса вынужденно переработана по сравнению с прошлыми учебными годами. С целью обеспечить практические умения и навыки студентов по этой дисциплине, а также чтобы не потерять практический и методический задел, имеющийся у кафедры, автор курса предлагает осуществлять его в форме создания руками студентов, под руководством автора курса, на основе лабораторной и производственной базы ЮУрГУ, в том числе с использованием возвращения в эксплуатацию отдельных видов списанного в ЮУрГУ и др. учреждениях гг.Челябинска, Снежинска и Долгопрудного лабораторного имущества, с ограниченным приобретением нового имущества, нового лабораторного участка кафедры технологии приборостроения, содержащей лабораторные установки с форвакуумными и высоковакуумными постами, источниками пучков электронов (ЭП), ионов (ИП), заряженного аэрозоля (КДФ), плазменными установками низкого, промежуточного и атмосферного давления.

Также автор курса считает необходимым в лекционной части дополнить отдельные темы теоретического курса в соответствии с планируемой потребностью практики, с семинарами по тематике, сопряжённой с этими темами и соответствующими лабораторными работами. Мелким шрифтом выделены вопросы, предназначенные лишь для самостоятельного и добровольного (в меру личной необходимости: это уже проходили в 1-й части) повторения студентами.

Предполагается, что значительная часть студентов изъявят желание участвовать в НИОКР с первичной целью создания такой лабораторной базы кафедры в ЮУрГУ, со вторичной целью развития такой базы учебной, опытно-конструкторской и исследовательской работы до передового уровня.

С разрешения руководства кафедры возможно организовать интернет-сайт с постоянной публикацией одобренных преподавателем реферативных и защищённых НИОКР студентов.
Ожидается, что в ходе такой работы студентами, аспирантами и автором курса будут сделаны отдельные охраноспособные технические решения на уровне изобретений или полезных моделей, а также достойные публичных защит и публикаций в местных университетских и общероссийских специальных изданиях.

Имеющийся задел: у кафедры имеются лабораторные помещения и останки списанного в разных учреждениях специального оборудования; у автора курса – опыт изготовления нескольких источников высокого напряжения, средств измерения ПЗЧ и плазмы, экспериментального исследования ВЧ газовых разрядов в эксимерной лазерной установке и интенсивных технологических ЭП, в том числе с введением в объём с наличием КДФ и газа промежуточного давления, взаимодействия его с плазмой, жидкостью, твёрдым телом в МФТИ (г.Долгопрудный) с последующим применением в НИИ тепловых процессов им.Келдыша (г.Москва); имел допуск к работе с высоким напряжением; участвовал в х/д и г/б работах по специальной тематике. На основании этого считаю, что при наличии лабораторной площади и частично исправного оборудования реально его восстановление и поочерёдное введение в эксплуатацию в учебный и исследовательский процесс в течение нескольких ближайших лет. Это позволит достаточно эффективно готовить кадры для соответствующих отраслей науки и промышленности, уменьшит узкоспециализированную доподготовку специалиста по месту практики до приличествующего выпускникам физического факультета ЮУрГУ минимума.

2.2. Содержание

ВВОДНЫЙ ОБЗОР ПРИМЕНЕНИЙ ПЛАЗМЫ, РАЗРЯДОВ, ПУЧКОВ,
ПОРОЖДЁННЫХ ИМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

ФИЗИЧЕСКИЕ И АСТРОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теплофизические и газодинамические исследования. Синтез и разложение изотопов и ядерных изомеров химических элементов. Анализ свойств поверхности. Анализ атомной структуры кристаллов и молекул. Анализ структуры атомных оболочек. Анализ структуры атомного ядра. Анализ структуры элементарных частиц. Анализ состава космических объектов и процессов в них. Исследования быстропротекающих процессов. Исследования высокотемпературных процессов. Исследования атмосферы и ионосферы Земли, Солнца и др.

ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Плазмохимические реакторы. Синтез и разложение веществ.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕДИЦИНСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ. Биологическое воздействие ПЗЧ и нейтральных частиц и сопутствующих излучений. Медицинские применения. Экология, очистка среды от вредных примесей. Дезинфекция, дезинсекция, стерилизация насекомых. Мутагенез.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ. Общие применения концентрированных потоков энергии – пучков, плазмы, электромагнитных излучений. Размерная обработка, разделение и соединение. Наращивание и удаление тонких плёнок. Эпитаксия (надстраивание, наращивание на кристалле). Изготовление монокристаллов. Генерация необычных аллотропных форм углерода. 1-, 2- и 3-мерная обработка. Генерация электромагнитных излучений. Генерация потоков частиц, плазмы. Микрооптоэлектроника и занесение информации на физический носитель. Преобразование, накопление, передача энергии. Электрореактивные, ионные, плазменные, аэрозольные движители. Проникновение сквозь преграды и внутрь защищённых объёмов. Испытание. Измерение. Томография.
Общие изменения свойств веществ. Изменение свойств поверхности. Химическое разложение. Химический синтез. Полимеризация. Ядерные реакции. Осаждение, поглощение (адсорбция) из плазмы. Фазовые переходы 1-го и 2-го родов. Микровзрывная обработка. Накопление управляемых дефектов кристаллической решётки (а также полимеров, стёкол); ликвидация дефектов. Изменение проводимости, типа проводимости. Анализ свойств поверхности.
Технологические процессы преимущественно на основе интенсивных электронных пучков. Нагрев газа, плазмы и конденсированной фазы. Использование ЭП при диффузионной сварке, в т.ч. металлов с неметаллами. Неравновесный нагрев. Закалка. Плавление. Пайка. Чистовая переплавка, метод Чохральского, метод Вернейля, зонная плавка. Глазурование. Испарение. Конденсация. Возгонка. Осаждение. Распыление. Генерация ударных волн. Дробление, раскалывание. Деформации напряжения, наклёп, отжиг. Сверление, резание, фрезерование и гравирование, создание специального рельефа и структур поверхности (литография). Создание отверстий немонотонного профиля. Сварка. Полирование. Пассивирование. Активирование. Полимеризация, вулканизация, отверждение.  Деполимеризация, гель, золь. Проекционное ЭП экспонирование резистов с помощью фотокатода. Электростатическое воздействие. Плазмохимия. Коммутаторы, прерыватели, выпрямители. Генераторы колебаний. Генерация и усиление СНЧ, НЧ, СЧ, ВЧ, СВЧ, СБММ электромагнитных волн. Генерация ИК, видимого, ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучений. Накачка лазерных сред. Прямое возбуждение когерентных излучений. Поперечное охлаждение других ПЗЧ и плазмы. Нейтрализаторы ионных пучков и поверхностных зарядов. Захват КДФ. Реактивное кумулятивное сжатие КДФ. Термоэмиссионные преобразователи, в т.ч. плазменные. Рентгеноспектральный анализ. Внутренняя ионизация. Оже-анализ. Позитронный анализ. Управление ядерными реакциями и ядерными состояниями. Связь. Нагрев рабочего тела движителей. Визуализация потоков вещества. Просвечивание макротел. Микроскопия. Генерация радиопомех, зондирующих импульсов. Генерация радиозеркал. Специальные применения.
Технологические процессы преимущественно на основе ионных пучков и плазмы. Имплантация (внедрение) ионов, легирование. Литография. Движители. Реактивное кумулятивное сжатие КДФ. Микроскопия. «Ядерные мембраны» Флёрова. Ядерные реакции в пучках. Синтез новых атомных ядер. Генерация пучков нейтралов. Генерация пучков нейтронов. Специальные применения.
Технологические процессы преимущественно на основе нейтральных атомных и молекулярных пучков. Внедрение. Молекулярно-лучевая эпитаксия (надстраивание). Адсорбция. Осаждение. Зародышеобразование в объёме и на поверхности. Газовые мишени. Движители. Реактивное кумулятивное сжатие КДФ. Транспортировка на большие расстояния. Воздействие на объекты в магнитном поле. Нагрев горячей плазмы. Специальные применения.
Технологические процессы преимущественно на основе пучков заряженной КДФ. Напыление. Размерная обработка. Интенсификация испарения. Закалка продуктов химических реакций. Каталитические химические процессы. Движители. Ядерные микрореакторы. Стабилизация плазмы. Специальные применения.
Технологические процессы преимущественно на основе нейтронных пучков. Ядерное легирование. Медицинские применения. Просвечивание макротел. Синтез изотопов, изомеров. Измерение элементного и изотопного состава. Измерение влажности, обнаружение взрывчатых веществ и т.п. Управление ядерными реакторами. Специальные применения.
Технологические процессы преимущественно на основе пучков иных элементарных частиц. Применения позитронных, мю-мезонных, пи-мезонных пучков. Управление ядерными реакциями распада и синтеза. Дискуссия о существовании электронного и позитронного нейтрино.
Технологические процессы преимущественно на основе порождённых пучками и плазмой электромагнитных излучений. Просвечивание макротел. Мазеры, лазеры, разеры; обзор их основных типов. Рентгеновская и гамма-литография. Рентгеноструктурный анализ. Возбуждение электронных состояний и внутренняя ионизация. Возбуждение ядерных состояний и ядерных реакций. Обзор типов рентгеновских зеркал.
Технологические процессы преимущественно на основе высокотемпературной плазмы и управляемого ядерного синтеза (УЯС). Возможное применение УЯС в энергетике. Применение УЯС для наработки изотопов, изомеров. Возможное применение УЯС на транспортных средствах.
Значение ПЗЧ и плазмы в космологии и в возникновении жизни.

ТЕХНИКА ГЕНЕРАЦИИ ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

ТРАНСФОРМАТОРЫ. Высоковольтный трансформатор Яблочкова. Импульсный трансформатор. Генераторы импульсного напряжения Румкорфа, Пика, Тесла. Цепочка синфазных трансформаторов. Каскадный трансформатор Гусева–Комара.

ЁМКОСТНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ. Каскадный генератор импульсного напряжения Баклина –Аркадьева(1916)–Маркса(1928). Генератор постоянного напряжения Угримова–Ван-дер-Граафа. Роторный генератор постоянного тока: с металлическим ротором Гохберга–Иоффе, с диэлектрическим и полупроводниковым Фелиси. Умножители напряжения Кокрофта–Уолтона, Грейнахера–Хейлперна, Белогривцева. Высокочастотный каскадный "динамитрон" Шенкеля.

ПРОЧЕЕ. Формирователь прямоугольных импульсов на индуктивно-ёмкостной "длинной линии". Каскадный МГД-генератор.

ВВЕДЕНИЕ В СВЕРХРАЗРЕШЕНИЕ И ТОМОГРАФИЮ

Соотношение в физике «прямых» и «косвенных» измерений. Классический критерий разрешения Рэлея. Теорема Котельникова о дискретизации и восстановлении функции с ограниченным Фурье-спектром. Классическая поступательная томография Бокажа, классическая вращательная томография. Дифференциальная томография Ван Циттерта, преобразование Абеля прямое и обратное, численный метод Пирса, исследования его аппроксимации, устойчивости и погрешности.

Теорема Косарева о пределе сверхразрешения и дискуссия о пределе Гайзенберга. Выбор дискретизации сканирования и оценка достижимого разрешения при известном отношении сигнал/шум.

Принцип реконструктивной томографии (РТ). Теорема Радона, прямое и обратное преобразования Радона.

Физические способы получения одномерных проекций. Эмиссионная и трансмиссионная томография. Абсорбционная (поглощение излучения) томография, эмиссионная томография, закон Бугера–Ламберта–Бэра. Томография фазовых объектов (слабая рефракция УЗ, оптического), уравнение эйконала.  Рефракционная томография (проводимость, акустика, оптика, сейсморазведка), уравнение эйконала в частных случаях. Дифракционная томография (акустика, оптика), волновое уравнение. ЯМР-томография, уравнение Блоха. Геометрические схемы сканирования. Аналоговая и цифровая вычислительная РТ. Устройства для трёхмерной визуализации предметов (объектов). 4-мерная томография в фазовом пространстве пучка.

Аналитическая деконволюция свёртки. Некорректно по Адамару поставленные задачи математической физики. Метод регуляризации Тихонова. Неособенные и сингулярные (особенные) задачи.

Обзор и сравнение методов решения систем линейных алгебраических уравнений. Метод исключения Гаусса. Прямое обращение матрицы методом Гаусса. Метод Крамера. Переопределённые и несовместные СЛАУ; недоопределённые СЛАУ размерности 2,3 и более. Псевдообратная матрица. Метод последовательной ортогонализации Грама–Шмидта. Нахождение вектора собственных значений матрицы. Теорема Клюева–Коковкина-Щербака о количестве вычислительных операций неитерационных методов.
Итерационные методы. Теорема Банаха о сжимающих отображениях. Покоординатный спуск. Градиентный спуск. Наискорейший спуск. Метод Монте-Карло. Метод Качмажа. Итерационное обращение матрицы. Итерационное нахождение вектора собственных значений матрицы. Метод Бочека. Метод максимума правдоподобия Тараско. Метод максимума энтропии Фридена. Итерационная ортогонализация. Метод Абрамова. Метод Горшкова. Метод Елсакова. Матричный ряд Неймана.

Частные случаи томографических задач, значительно упрощающие их: наличие симметрий и теорема Вайнштейна, наличие разделения переменных в функциональном ядре (метод Агравала–Содха), двоичные задачи и др.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАЗМЕ:
ЧТО И КАК ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ.

Упругие столкновения. Формула Резерфорда с поправкой Мотта. Формула Бора рассеяния на атомных электронах. Формула Бёте сечения экранированного атомными оболочками рассеяния. Убегающие («просвистывающие») электроны. Эффект Рамзауэра. Упругие столкновения ионов с нейтралами.
Перезарядка: Резонансная перезарядка. Нерезонансная перезарядка.
Неупругие переходы между электронными состояниями (возбуждение электронным ударом, возбуждение атомным ударом, девозбуждение, обмены). Переходы между вращательными уровнями молекулы: столкновения с нейтралами, столкновения с электронами. Переходы между колебательными уровнями молекулы: столкновения с нейтралами, с ионами, с электронами. Тушение при столкновении с молекулой. Передача возбуждения.
Нейтральная химия и т.п.: Диссоциация молекулы электронным ударом. Химические реакции. Образование молекул при тройных соударениях. Ион-атомная ассоциация, ион-молекулярные реакции. Превращение атомного иона в молекулярный ион при тройных столкновениях.
Положительная ионизация: Ионизация электронным ударом, формула Томсона. Ионизация при атомном столкновении. Ассоциативная ионизация. Процесс Пеннинга. Автоионизация вблизи поверхности и полевая ионизация. "Автоионизационное состояние", Оже-процесс. Ступенчатая ионизация Делоне. Разнополярные радикалы при диссоциации. Инерционная ионизация при ядерных распадах.
Рекомбинация положительных ионов и т.п.: Взаимная нейтрализация ионов. Ион-ионная рекомбинация при тройных соударениях ("трёхчастичная ион-ионная рекомбинация"). Тройная (трёхчастичная) рекомбинация (ион-электрон). Электрон-электрон-ионная рекомбинация. Конверсия. Диссоциативная рекомбинация.
Отрицательная ионизация и т.п.: Диссоциативное прилипание. "Тройное" (трёхчастичное) прилипание. Разнополярные ионы (радикалы) при диссоциации.
Рекомбинация отрицательных ионов и т.п.: Взаимная нейтрализация ионов (ассоциация радикалов). Ион-ионная рекомбинация при тройных соударениях ("трёхчастичная ион-ионная рекомбинация"). Разрушение отрицательного иона электронным ударом. Разрушение отрицательного иона при столкновении с атомом. "Отлипание" (отрыв от отрицательного иона)  электрона при столкновении с возбуждённым атомом. Отлипание при столкновении с нейтралами.
Фотопроцессы: Томсоновское (фотон-электронное) упругое рассеяние. Фотовозбуждение. Самопроизвольное (спонтанное) высвечивание. Вынужденное (индуцированное, "наведённое") излучение. Фотоионизация. Фоторазрушение. Фотодиссоциация. Электрон-ионная фоторекомбинация (излучательная рекомбинация). Радиационное прилипание. Молекулярная фоторекомбинация (точнее было бы называть "молекулярная фотоасоциация"). Тормозное излучение.

ЭМИССИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ С ПОВЕРХНОСТИ:
ДОПОЛНЕНИЕ К ПРЕДЫДУЩЕМУ СЕМЕСТРУ (К КУРСУ Л.А.ПЕСИНА)

Эффект Ноттингема (1941), инверсный эффект Ноттингема. Автоионизация вблизи поверхности и полевая ионизация. Оже-эмиссия ("автоионизация возбуждённого атома").  Экспериментальные данные о зависимости распределений видов вторичной эмиссии разных веществ по энергии и углам как функций от энергии и угла падения первичной частицы. Вторичная эмиссия, усиленная полем. Эффект Молтера. "Чисто кулоновская" взрывная эмиссия из КДФ. Обзор известных способов низкоэнергетического управления распадом атомных ядер.

КЛАССИФИКАЦИЯ РОДОВ И ФОРМ РАЗРЯДОВ. МЕХАНИЗМ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ.
ДОПОЛНЕНИЕ К ПРЕДЫДУЩЕМУ СЕМЕСТРУ (К КУРСУ Л.А.ПЕСИНА)

Объёмно-однородные, контрагированные, филаментированные, стратифицированные (1-, 2-, 3- мерные, бегучие и стоячие, винтовые) разряды.
«ЭЛЕКТРОДНЫЕ»: Магнетронный (в скрещенных полях) разряд. Скользящий разряд. Высокоскоростная волна ионизации и механизм её образования и автоподдержания. Особенности капиллярного разряда. Особенности разрядов с полым катодом. Особенности разряда в высоком вакууме ("вакуумная дуга"). Пробой физического вакуума ("анти-аннигляция").
«БЕЗЭЛЕКТРОДНЫЕ»: Барьерный (ёмкостный) ВЧ разряд. Факельный (одноэлектродный) ВЧ разряд. Магнетронный ВЧ-ёмкостный разряд. Индукционный ВЧ разряд. "Трансформаторный" НЧ разряд. Линейный индукционный разряд. "Резонаторный" и "радарный" СВЧ-разряды Капицы. Оптический разряд.
«ПУЧКОВЫЕ»: Пучково-плазменные разряды Файнберга и Бугеля.
«САМОСЖАТЫЕ»: линейный пинч; трубчатый пинч с ядром («обратный», «непинч», «трёхосный»), глобоидный; острая фокусировка интенсивного ЭП при втекании в проводник; ;-пинч Тонкса–Кварцхавы; "плазменный фокус" Филиппова; кумулятивные разряды в плазме.
ПРОЧИЕ: Рекомбинационный разряд (разряд с поверхностной ионизацией, "Q-машина"). Дискуссия о вторично-эмиссионном разряде. Ядерно-радиационный разряд в плазме и при наличии КДФ.

ТЕХНИКА ФОРМИРОВАНИЯ И УСКОРЕНИЯ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
• ФОРМИРОВАТЕЛИ. Эмиттеры (испускатели) электронов, конструкции электронных пушек. Накальные, вторично-эмиссионные, фотоэмиссионные, радиоактивированные, плазменные катоды. Формула Ленгмюра. Эмиттеры положительных ионов, конструкции ионных пушек. Постоянные, высокочастотные. С холодным катодом и разрядом Пеннинга. Искровые. Дуговые с горячим катодом; дуаплазматрон Арденне. Плазменные источники с дрейфом, ускорением («холловские»). Эмиттеры отрицательных ионов. Эмиттеры нейтральных атомов и молекул. Генераторы нейтронных пучков. Генерация пучков античастиц.
• ПРОВОДЧИКИ.
; Распределение ПЧ во многомерных траекторном и фазовом пространствах. Яркость, эмиттанс ("испускательность"), акцептанс ("приёмистость", "вхождаемость"). Пучки с ненулевым эмиттансом, сечения и проекции фазового распределения (фазовые диаграммы). Первеанс. Контур осесимметричного параксиального пучка, кроссовер. Условие наибольшей длины пролётного канала. Провисание потенциала пучка на оси и на электропроводящей границе.
; Особенности конструкции ускорительных трубок; наклонные поля Ван-дер-Граафа. Особенности транспортировки нейтронных пучков. Особенности транспортировки интенсивных пучков.
; Устройства для выведения пучков из ускорителей к месту применения. Устройства для инжекции ("впрыскивания") пучков в газ, плазму, жидкость: магнитные пробки, магнитные и электростатические развороты, фольга Свиньина, синхронный ротор, газовое сопло Иевлева–Кобы, вымораживатель, отверстие, сублимирующее самопрожигаемое отверстие Васильева, отверстие с нагревом, другие способы. Особенности транспортировки интенсивных пучков на большие расстояния, метод Прудникова.
• ЛИНЕЙНЫЕ УСКОРИТЕЛИ.
; УСКОРИТЕЛИ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ ("высоковольтные"):  "классические"; сильноточный электронный ускоритель с индуктивным накопителем и модуляцией тока ЭП Гусева–Комара (1970); перезарядные ионные ускорители Беннетта ("тандем", "двойной тандем").
; ЛУ С ДРЕЙФОВЫМИ ТРУБКАМИ (ВЧ резонансные) Изинга(1925)–Видероэ(1928), в т.ч. с ВЧ проводами, ультрарелятивистский, СВЧ ЛУ Альвареса.
; РЕЗОНАТОРНЫЕ ЛУ : с отдельными резонаторами;  со стоячей волной Альвареца; со связанными резонаторами; ЛУ с бегущей волной (и его разновидности с замедляющими структурами); со сверхпроводящими высокодобротными резонаторами.
; ЛИНЕЙНЫЕ ИНДУКЦИОННЫЕ УСКОРИТЕЛИ: индукторный Кристофилоса; с модуляцией тока пучка Гусева–Комара (ранее 1975); безындукторный с разрядными промежутками.
• ЦИКЛИЧЕСКИЕ УСКОРИТЕЛИ С ПОСТОЯННЫМ ПО ВРЕМЕНИ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ. Условия устойчивости частицы в фазовом пространстве.
; ЦИКЛОТРОНЫ:  классический субрелятивистский Лоуренса (1930, и его разновидности); изохронный циклотрон с азимутальной вариацией магнитного поля Томаса (1938, и его разновидности 1953–1956: Окавы, Мороза, Рабиновича, Петухова, Саймона, Барита, Басаргина и др.). Краевая фокусировка. Мягкая фокусировка; жёсткая фокусировка Кристофилоса(1950), Ливингстона–Куранта–Снайдера (1952).
; СИНХРОЦИКЛОТРОН ("ФАЗОТРОН") с автофазировкой Векслера(1944)–Мак-Миллана(1945).
; МИКРОТРОН Векслера (1944, электронный релятивистский циклотрон с автофазировкой); варианты Капицы, Швангера (1946), Робертса (1958), Мороза (1958), Паулина, Бранена и Фролиха (1961), Шика(1966).
• ЦИКЛИЧЕСКИЕ УСКОРИТЕЛИ С ПЕРЕМЕННЫМ ПО ВРЕМЕНИ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ и автофазировкой. 
; БЕТАТРОН ("беватрон") Керста(1940) и его разновидности.
; СИНХРОТРОН (и его разновидности с мягкой фокусировкой, с жёсткой фокусировкой). Инжекция пучка в синхротрон; перезарядчики; септум-магнит. Вывод пучка из синхротрона; ударный (кикер-) магнит.
; СИНХРОФАЗОТРОН; "ультрарелятивистский синхрофазотрон-синхротрон".
• ЦИКЛИЧЕСКИЕ УСКОРИТЕЛИ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОВОРАЧИВАЮЩИМ ПОЛЕМ.
; УСКОРИТЕЛЬ С ВНЕШНИМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ (Комар, ранее 1975).
; ПРОЕКТЫ УСКОРИТЕЛЕЙ С УДЕРЖАНИЕМ ВЫСОКОЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ СТЕНКОЙ.
• МЕТОД КОЛЛЕКТИВНОГО УСКОРЕНИЯ ИОНОВ Векслера–Саранцева. "Облако". "Кольцо" Векслера. "Луч" Комара. "Виртуальный катод" Рухадзе. "Волны плотности электронного пучка в магнитном поле" Файнберга, Будкера. "Плазменные волны". "Перераспределение энергии (автоускорение)". "Серфинг"-ускоритель на ВВИ. Ускоритель со схлопывающейся волной Катаева–Забабахина–Нечаева–Мордвинова–Дыхне (обращенный эффект Черенкова–Вавилова).
• ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-ВОЛНОВЫЕ ускорители. В продольном поле, в поперечном поле. В вакууме, в плазме, в неоднородных средах, в нелинейных средах, в средах с переменной эффективной размерностью, в средах с переменной топологией. СВЧ, СБММ генераторами, в т.ч. мазерами. ИК, видимые, УФ лазерами, разерами, проектируемыми газерами.. Предельно достижимые параметры.
• МЕТОД ВСТРЕЧНЫХ ПУЧКОВ Саранцева–Будкера–Керста.
• УСКОРИТЕЛИ ПЛАЗМЕННЫХ СГУСТКОВ И КДФ. Газодинамические. Кумулятивные. Электростатические. Магнитогидродинамические. Коллективные.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ К КУРСУ Л.А. ПЕСИНА
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПУЧКАХ И ПЛАЗМЕ

• ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАЗМЕ, 1, микро. Экранирование потенциала в средах разной эффективной размерности. Расстояние  Дебая–Хьюккеля; его особенности при наличии пучка и КДФ (формула Горшкова). Теорема Ирншоу и «плазменные кристаллы» Петрова. Пристеночный слой Ленгмюра–Тонкса–Бома, отклонение от квазинейтральности, случаи электропроводящей и изолирующей стенок. Столкновительная и бесстолкновительная плазма. Газовость системы частиц. Идеальная и неидеальная плазма. Плазма в природе и технике (краткий обзор диаграммы Смирнова). Особенности неидеальной плазмы.
• ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАЗМЕ, 2, макро. Коллективные явления в плазме. Дрейф: в параллельных полях, в скрещенных полях, градиентный, магнитно-центробежный, гравитационный. «Хвост» и «нос» продольного распределения пучка по энергиям. Электростатические волны, плазменная (Ленгмюровская) частота. Соотношение Эйнштейна для подвижности. Диамагнетизм плазмы. Дискуссия об условиях возможности парамагнетизма плазмы. Ларморовские частота и радиус. Циклотронное (бетатронное, синхротронное) излучение плазмы, его спектр в магнитном поле. Диффузия вдоль и поперёк магнитного поля. «Вмороженность» магнитного поля. Замагниченная плазма, анизотропия проводимости в ней,  электрическое поле на границе замагниченной плазмы. Ионный звук. Условие коллективных затухания, усиления; затухание Ландау, эффект Файнберга, эффект Черенкова–Вавилова. Поперечные МГД волны Альфвена; продольные магнитозвуковые волны. Ударные волны. Самофокусировка нелинейных волн Аскарьяна. Модуляционная неустойчивость Сагдеева–Волкова. Взаимодействие электромагнитного излучения с плазмой. Показатель преломления плазмы. Оптические свойства плазмы. "Толстый" и "тонкий" слой. Сдвиг фазы. Отсечка. Скин-слой. Уширение спектральных линий. Фарадеево вращение плоскости поляризации.
• ПУЧОК В СПЛОШНОЙ СРЕДЕ, 1, микро. Формула непрерывных потерь Бёте для релятивистской, для нерелятивистской областей. Формула Штернхаймера для потенциала ионизации. Потери энергии в смеси веществ. Глубина торможения, «возраст» частиц. Сечение с поправкой на неупругое рассеяние. Аномальное рассеяние, "убегание" электронов, эффект Рамзауэра, резонансное рассеяние. «Хвост» и «нос» продольного распределения пучка по энергиям. Пробежно тонкие (пролёт, рассеяние), пробежно толстые (многократное рассеяние, диффузия) слои. Угловое распределение при диффузном режиме (экспериментальные данные). Радиационные потери, радиационная длина. Ионизационный каскад. Энергия ионизации и цена ионизации: в плазме и в конденсированной среде. Тормозное и характеристическое излучение. Формула Бёте–Блоха. Формула Томаса–Ферми. Синхротронное излучение пучка и плазмы. Излучение Черенкова–Вавилова.
• ПРИГРАНИЧНЫЕ И ПОДПОВЕРХНОСТНЫЕ ЭФФЕКТЫ ДЛЯ ПУЧКОВ И ПЛАЗМЫ. Поляризация. Электрическое изображение. Токовое и магнитное изображение. Особенности сверхпроводящих границ. Фазовая скорость и замедляющие структуры (см. выше). Лазеры на свободных электронах. Переходное излучение. Самопроизвольная оптическая эмиссия. Эмиссия излучения и электронов со свежих разломов (см. выше). Амбиполярная диффузия. Формула Бома. Поверхностное натяжение плазмы; пучка. Виды вторичной эмиссии (см. выше). Когерентное рассеяние пучков на кристаллических  твёрдых телах. Каналирование, теория Линдхарда, метод Цыганова отклонения и фокусировки релятивистских пучков, влияние соотношения эмиттанса пучка и аксептанса кристалла на КПД. Глубина проникновения нерелятивистских ионов при каналировании. Рентгеновские и гамма-лазеры на монокристаллах. Изменения свойств поверхности (см. выше и далее). Механическое воздействие на конденсированную фазу: давление, ускорение, перемешивание, вращение КДФ. Возбуждение омических и термоэлектрических токов.
• ПУЧОК И СИЛЬНО АНИЗОТРОПНАЯ ПЛАЗМА, 2, макро. Условие отсутствия неустойчивости. Перегревно-токовая и ионизационная неустойчивости для пучка. Контракция (стягивание, самосжатие). Филаментация. Самофокусировка пучка и её различные механизмы. Аномальный пробег сильноточного пучка. Предел Альфвена–Лоусона. Предел Рухадзе. Зарядовая и токовая компенсация. Условие токовой компенсации в бесстолкновительной плазме без магнитного поля и с продольным магнитным полем. Токовая компенсация кольцевого магнитного поля трубчатого пучка. Магнитная компенсация продольного магнитного поля в самозапирающемся пучке. Изгибная (змейковая, шланговая) неустойчивость; осевое магнитное поле, проводящая стенка. Желобковая (перестановочная, язычковая, грыжевая) неустойчивость; электростатические зеркала, минимум магнитного поля посередине, другие способы подавления. Пучково-плазменная неустойчивость Файнберга и её стабилизация. Токовая неустойчивость Бугеля. Токово-конвективная неустойчивость; осевой ток в трубчатом пинче. Коллективное торможение пучка в плазме Файнберга; 2 ступени релаксации пучка.. Обзор экспериментальных данных о торможении интенсивных ЭП в среде (по материалам открытой печати).
• ЕЩЁ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ПЛАЗМЫ, БОРЬБА С НИМИ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ. Микро(кинетические)неустойчивости и макро(МГД)неустойчивости. Условие объёмно-однородного диффузного разряда. Обменная (МГД-неустойчивость) Шафранова–Крускала, предельный ток. Конус потерь. Гравитационная стабилизация. Магнитная (внутренняя и внешняя) стабилизация плазмы Лаврентьева, Сахарова, Иоффе и др. Размерностная стабилизация (экранировочная и диффузионная). Размерная стабилизация. Электростатическая стабилизация. Гетерофазная стабилизация Смирнова–Бычкова. Особенности перегревно-токовой, ионизационной, концентрационной неустойчивостей для плазмы. Дискуссия о "серфинге" электронов в высокоскоростной волне ионизации (см. выше). Явление "отрицательной проводимости" в безэлектродных разрядах. Контрагированные, филаментированные, стратифицированные (1-, 2-, 3- мерные и винтовые, в т.ч. неподвижные и подвижные) разряды; механизмы и условия их образования. Внутреннее «скинование» токов. Дрейфовые волны в неоднородной плазме. Перетяжечная (сосисочная) неустойчивость Трубникова–Леонтовича–Осовца; осевое магнитное поле, в т.ч. специального профиля. Циклотронный дрейф. Тороидальный дрейф; специальный профиль магнитного поля, в т.ч. токамаки (с цилиндро-тороидальным полем) и стеллараторы (с винто-тороидальным полем). Причины возможного превышения ионной температуры над электронной. Неустойчивость Рэлея–Тейлора («конвективная») в гравитационном поле. Неустойчивость Рэлея–Тейлора в пинчах и инерционно-реактивном сжатии. Z- и ;-пинчевание. Генерация и использование автоколебаний плазмы в разрядах. Дискуссия о гипотезе Арцимовича о несуществовании универсальной нестабильности плазмы  в магнитном поле.
• ОСОБЕННОСТИ ГЕТЕРОФАЗНОЙ ПЛАЗМЫ, В Т.Ч. ПУЧКОВОЙ. Плазмохимические реакторы в энергетике, промышленности и природе (см. выше). Механика аэрозоля. Формула Кавуда–Эйнштейна. Поверхностные, кинетические и объёмные эффекты. Особенности основных параметров гетерогенной плазмы. Концентрация поверхностей (см. выше). Изменение поляризационных, электромагнитных, в т.ч. ИК и оптических, свойств.  Особенности радиуса Дебая–Хьюккеля (см. выше); особенности амбиполярной диффузии; особенности соотношения Эйнштейна. Электрическое поля на границе замагниченной плазмы с КДФ. Формула Смолуховского. Формула Ланжевена. Распределение КДФ по зарядам при разных концентрациях в равновесной холодной, горячей, а также неравновесной освещённой, радиоактивной, электроразрядной, импульсной пучковой, стационарной пучковой плазме с низкоэмиттирующей и высокоэмиттирующей КДФ. Дрейфовые волны в неоднородной пучковой плазме с КДФ по Бычкову. «Плазменный псевдокристалл» Петрова–Фортова: механизмы образования в электрическом разряде и в потоке пламени.  Периодические структуры в пучковой плазме. Структуры с "псевдофрактальной" (псевдо-дробной в смысле Безиковича–Хаусдорфа) размерностью. Дискуссия о возможности "аномально высокой положительной зарядки", "вторично-эмиссионной неустойчивости и вторично-эмиссионного разряда", "гистерезиса концентраций". Наблюдения "шаровой молнии", статистика свойств по Стаханову и другим. Дискуссия об известных моделях ШМ – химическая, плазменная, магнитоплазменная, аэрозольно-плазменная, аэрозольно-плазмохимическая Смирнова, гидрокластерная Стаханова, фрактально-ёмкостная Бычкова, "вторично-эмиссионная аэрозольно-плазменная", "ридберговская", «радиофосфорная»  и др. – и о способах её лабораторного получения. Дискуссия о возможных физических причинах явления так называемого «Благодатного огня». "Кинжальный" режим взаимодействия интенсивного ПЗЧ с твёрдым телом и механизмы его образования (тепловой, импульсный, отражательный, пучково-плазменной перекачки энергии, пинчевания, подповерхностного проникновения). Тепловой баланс интенсивного ЭП в режимах прожига и прохождения – обзор экспериментальных исследований и сравнение теоретических моделей. Автоколебательный режим пучка в канале и разрушения материала – обзор экспериментальных исследований и сравнение теоретических моделей: газодинамической экранировки Углова и др., пучково-плазменной неустойчивости Колесника и др..
• ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО ЯДЕРНОГО СИНТЕЗА.
; Общая классификация способов управления ядерными реакциями распада и синтеза.
; Обзор способов управления ядерными реакциями низкоэнергичным воздействием.
; Высокоэнергичный ядерный синтез: пикноядерный Харрисона, пучковый (и вариант с полями бегущих трещин), акселерационный,  ультракриогенный, термический туннельный Бёте–Гамова. Получение управляемого ядерного синтеза на высокоэнергичных «убегающих хвостах» в сильно неравновесной плазме (1952, Арцимович, Андрианов, Лукьянов и др.); ошибка Ливерморской лаборатории 1960 г.
; Подробнее о термическом квазитуннельном (термоядерном) синтезе, перспективные реакции и физические проблемы. Способы и устройства для генерации высокотемпературной плазмы. Довоенные работы Бёте, Гамова и др. Критерий Рухадзе–Лоусона. Вмороженность магнитного поля, диамагнетизм плазмы (см. выше) и Проект Лаврентьева. Проекты: Сахаров, Тамм (1950), Уэар (1951), Так (1952). Способы нагрева: электродный («прямым током»), безэлектродный (и его разновидности), ионно-циклотронный резонанс, магнитозвуковой резонанс, турбулентный нагрев Завойского–Файнберга(1961), ударный нагрев нарастающим магнитным полем (в т.ч. кумуляция электронов к оси, пучковая неустойчивость и турбулентный нагрев), квазистатический нагрев нарастающим магнитным полем, нагрев диффузией магнитных полей (в т.ч. противоположных), инжекцией частиц высоких энергий, удар КДФ по мишени, ударное (кумулятивное) сжатие КДФ (и его разновидности), кавитационное кумулятивное сжатие (Рэлей 1917 и др.) газа, «ленгмюровский коллапс» Захарова (1972), обращённый эффект Черенкова–Вавилова (Катаев, Забабахин, Нечаев, Мордвинов, Дыхне). Способы инжекции: антихронная полю, инжекция нейтралов, диссоциация молекул (нейтральных, ионизированных), ионизация высоковозбуждённых атомов под действием лоренцевой силы, захват горячими электронами, ввод сгустка высокоэнергичной плазмы (взрыв проводника, рельсотрон, конический ;-пинч), в т.ч. встречный; ввод ускоренных КДФ (Харрисон),  кумулятивный и др., электродинамический. Макроформы ловушек: пробкотроны (магнитные бутылки, ранее 1958) и способы уменьшения конуса потерь; условие минимума поля в середине, «палки Иоффе» (ранее 1961), ловушки с отрицательной кривизной магнитного поля («со встречными полями, антипробкотрон»), вариант Лаврентьева, вариант Спитцера. Пинчи (не позднее 1952, см. выше; в т.ч. левитрон и тета-пинч во встречных полях с ударной волной). Тороиды Арцимовича и др. без вращательного преобразования магнитного поля (в т.ч. токамаки Головина и Явлинского 1955); тороиды с вращательным преобразованием Спитцера магнитного поля (в т.ч. стеллараторы). «Мундштук» Андреолетти. «Миксина» Трубникова. «Астрон» Кристофилоса. Глобоидная ловушка Горшкова. Комбинированные ловушки. Ловушки с нарастающим во времени магнитным полем; в т.ч. с ;-пинчем (разые формы см. выше). Смена знака магнитного поля разряда и захват обратного магнитного поля плазмой, цилиндрическая кумуляция  поля Забабахина–Нечаева, коническая кумуляция поля Забабахина–Мордвинова, кумуляция с диссипацией Забабахина–Симоненко. Ловушки с перемещением и ступенчатым сжатием, их некоторые преимущества. Высокочастотные методы удержания. «Шаровая молния» Смирнова и др. Способы очистки и выведения: магнитный дивертор (отводчик), электронно-пучковый. Сводка причин потерь частиц и энергии, их количественная оценка. Дискуссия о путях повышения КПД ядерных реакторов синтеза.

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ
РАЗРЯДОВ, ПУЧКОВ, ПЛАЗМЫ, ИЗЛУЧЕНИЙ.

Цели измерения параметров разрядов, ПЗЧ, плазмы и сечений элементарных процессов.

• МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ. Измерители заряда. Измерители напряжённости электрического поля. Магнитные зонды. СКВИДы. Шунты. Омические делители. Ёмкостные делители. Компенсированные делители. Пояс Роговского. Их согласование с длинной линией и входом измерительного прибора. Коллекторы. Счётчики. Калориметры. Мишени и пробежные спектрометры. Трековые эмульсии и камеры. Фотоэлектронные умножители Кубецкого(1934). Сцинтилляторы. Анализ продуктов ядерных реакций. 
• ЛОКАЛЬНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ЭНЕРГИИ, ТЕМПЕРАТУРЫ. Электрические зонды и их разновидности. Метод Дрюйвестайна. Масс-спектрометры и их разновидности. Эмиссионная и трансмиссионная оптическая, УФ, ИК и СБММ спектроскопия. Оптические, УФ, ИК и CБММ интерферометры. CВЧ методы диагностики (отсечки, фазовой локации, резонаторы,  многохордовое и многомодовое зондирование, ОБР). Акустическая диагностика неравновесной плазмы. Измерения распределений эмитированных наружу частиц по энергиям (обзор способов). Режимы пропорционального счёта, энергетического разрешения и др. Рентгеновские спектроскопия и зондирование. Спектроскопия синхротронного и черенковского излучения. Корпускулярная диагностика ПЗЧ и плазмы. Анализ спектров лазерного рассеяния. Резонансные оптические и др. методы.
• ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ. Камера-обскура (pinhole camera); камера со многими отверстиями. Экраны. Перемещаемые экраны и зонды. Матрицы детекторов. ПЗС-матрицы. Типы видеокамер. Электронно-оптический преобразователь. Микроканальные пластины. Газоразрядный усилитель изображения. Микрополосковые камеры. Методы измерения распределений в фазовом пространстве.  Пузырьковые и туманные камеры. Дрейфовые камеры. Устройства для получения рентгеновских и гамма-изображений объектов. Интерференционные методы визуализации. Рентгеновская оптика. Другие способы и устройства и диапазоны их применимости.


2.3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ, РЕКОМЕНДУЕМОЙ УЧАЩИМСЯ

К ТЕМЕ МЕДИЦИНА
1. Важенин А.В., Ваганов Н.В. Медицинско-физическое обеспечение лучевой терапии.
2. Эйдус Л.Х. Физико-химические основы радиобиологических процессов и защита от излучений. М.: Атомиздат, 1979.
3. Кронгауз А.Н., Ляпидевский В.К., Фролова А.В. Физические основы клинической дозиметрии. М.: Атомиздат, 1969. 304 С.
4. Кронгауз А.Н., Петров В.А., Линчевская Г.А., Палладиева Н.М. Измерение и расчёт поглощённых доз при внешнем и внутреннем облучении. Гос. Изд. МедГИЗ, 1963. 136 С.
 
К ТЕМЕ СВЕРХРАЗРЕШЕНИЕ И ТОМОГРАФИЯ
5. Левин Г.Г., Вишняков Г.Н. Оптическая томография. – М.: Радио и связь, 1989. – 224 с.
6. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я., Тимонов А.А. Математические задачи компьютерной томографии. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. – 160 с.
7. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.  – 232 с.
8. Наттерер Ф. Математические аспекты компьютерной томографии. – М.: Мир, 1990. – 288 с.
9. Хермен Г. Восстановление изображений по проекциям: Основы реконструктивной томографии. – М.: Мир, 1983. – 352 с.

К ТЕМЕ ФИЗИКА ПЛАЗМЫ
10. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество и магнетизм.
11. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.2. Термодинамика и статистическая физика.
12. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.5 Ч.1. Атомная физика.
13. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.5. Ч.2. Ядерная физика.
14. Сивухин Д.В. и др. Сборник задач по общему курсу физики. М.: Изд.-во МФТИ.
15. Козел С.М., Рашба Э.И., Славатинский С.А. Сборник задач по физике. Задачи МФТИ. М.: Наука, Глав.физ.-мат.лит., 1978. 192 с.
16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.. Курс теоретической физики. Теория поля.
17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Курс теоретической физики. Статистическая физика, ч.1. М.: Наука, 1976. 583 с.
18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.. Курс теоретической физики. Квантовая механика.
19. Физический энциклопедический словарь. / Гл. ред. А.М. Прохоров. М.: Советская энциклопедия. 1983. 928 с.
20. Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы. М.: Атомиздат, 1966.
21. Милантьев В.П., Темко С.В. Физика плазмы. М.: Просвещение, 1983. 160 с.
22. Арцимович Л.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. М.: Атомиздат, 1979.
23. Смирнов Б.М. Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме. М., 1968. 363 с.
24. Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы. М., 1975.
25. Смирнов Б.М. Физика слабоионизованной плазмы. М.: Наука, 1986.
26. Смирнов Б.М. Физика слабоионизованного газа: В задачах с решениями. 3-е изд., перераб. и доп. М.:  Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985. 424 с.
27. Смирнов Б.М. Газоразрядная плазма. Учебное пособие. М.: Изд.-во МФТИ, 1992. 76 с.
28. Смирнов Б.М. Отрицательные ионы. М., 1978. 260 с.
29. Смирнов Б.М. Проблема шаровой молнии. М.: Наука, 1988.
30. Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. – 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985.
31. Синкевич О.А., Стаханов И.П. Физика плазмы. Стационарные процессы в частично ионизованном газе. М.: Высшая школа, 1991. 191 с.
32. Никитин Е.Е. Теория элементарных атомно-молекулярных процессов в газах. М., 1970. 368 с.
33. Никитин Е.Е., Смирнов Б.М. Атомно-молекулярные процессы в задачах с решениями. М., 1988. 302 с.
34. Кролл Н., Трайвелпис А. Основы физики плазмы. / Пер. с англ.; Под ред. А.М. Дыхне. М., 1979.
35. Чен Ф. Введение в физику плазмы. Пер. с англ. М.:Мир, 1987.
36. Фортов В.Е., Якубов И.Т. Физика неидеальной плазмы. Черноголовка, изд.-во ОИХФ АН СССР, 1984. 263 с
37. Спитцер Л. Физика полностью ионизованного газа. М., 1965. 212 с.
38. Иванов А.А. Физика сильнонеравновесной плазмы. М., 1977.
39. Иванов А.А., Соболева Т.К. Неравновесная плазмохимия. М., 1978.
40. Физико-химические процессы в газовой динамике. // под ред. Г.Г. Черного и С.А. Лосева. Т.1. Динамика физико-химических процессов в газах и плазме. М.: изд. МГУ, 1995. – 350 с.
41. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы. / Отв. ред. В.А.Легасов. М: Наука, 1984.
42. Бычков В.Л., Елецкий А.В. Пучковая плазма высокого давления. / В сб: «Химия плазмы» под ред. Б.М. Смирнова. Вып.12. М., 1985.
43. Александров Н.Л., Сон Э.Е. / В сб.: Химия плазмы. Под ред. Б.М. Смирнова. 1980. Вып. 7. С.35-75.
44. Таблицы физических величин. / Под ред. И.Н. Кикоина. Атомиздат, 1976.
45. Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М.; Энергоатомиздат, 1991. –  1232 с.
46. Вайнштейн Л.А., Собельман И.Н., Юков Е.А. Сечения возбуждения атомов и ионов электронами. М., 1973. 143 с.
47. Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Курс лекций. М.: Наука, Глав.ред.физ.-мат.лит., 1989. 280 с.
48. Михайловский А.Б. Теория плазменных неустойчивостей. В 2-х ТТ. М., 1970, 1977.
49. Галлеев А.А., Сагдеев Р.З. Нелинейная теория плазмы. // Вопросы теории плазмы. Под ред. М.А. Леонтовича, Вып.7. М.: Атомиздат, 1973. с.3-145.
50. Кингсеп А.С. Введение в нелинейную физику плазмы. М.: изд.-во МФТИ, 1996. 208 с.
51. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М.: Наука, 1988.
52. Цытович В.Н. Теория турбулентной плазмы. М.: Атомиздат, 1971.
53. Сон Э.Е. Электроны в низкотемпературной плазме. М.: Изд.-во ВЗПИ. 1990. 458 с.
54. Спурный К. и др. Аэрозоли. Пер. с чешск. М.: Атомиздат. 1964.
55. Мусин А.К. Ионизационные процессы в гетерогенной газовой плазме. Дисс. … д.ф.-м.н. М., МГУ, 1974.
56. Карачевцев Г.В., Фридман А.А. Ионизационные процессы в гетерогенной среде. М., МФТИ, 1976.
57. Карачевцев Г.В., Фридман А.А. Электрический пробой аэрозолей. // ЖТФ. 1976. Т.46. №11.  С.2355-2361.
58. Фридман А.А. Расчёт концентраций электронов, ионов и среднего заряда макрочастиц при прохождении пучка электронов через гетерогенную среду. М., МФТИ, 1980.
59. Бычков В.Л. Об электрическом заряжении полимерных систем. Тр. шк. теор. физ.  им. В.М. Галицкого. МИФИ, 1992.
60. Шаровая молния. Сб. тез. докл. Вып.1. ИВТАН СССР. М., 1990.
61. Антипов С.Н., Марковец В.В., Асиновский Э.И., Кириллин А.В., Петров О.Ф., Фортов В.Е. Плазменно-пылевые структуры в криогенном разряде постоянного тока.
62. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных явлений. М., Наука, 1966.
63. Покровский Г.И. Взрыв.
64. Забабахин Е.И. Некоторые вопросы газодинамики взрыва. Снежинск, изд.-во РФЯЦ ВНИИТФ, 1957-1997. 206 с.
65. Забабахин Е.И., Забабахин И.Е. Явления неограниченной кумуляции. М.: Наука, 1988.
66. Забабахин Е.И. Кумуляция и неустойчивость. Снежинск, изд.-во РФЯЦ ВНИИТФ, 1998. 112 с.
67. Забабахин Е.И., Нечаев М.Н. Ударные волны поля и их кумуляция. 1957.
68. Забабахин Е.И. Кумуляция энергии и её границы.
69. Забабахин Е.И., Мордвинов Б.П. Пример стационарной неограниченной кумуляции. // ЖЭТФ. Т.48. Вып.1. 1965.
70. Забабахин Е.И. Ударная волна в слоистых системах. // ЖЭТФ. Т.49. Вып.2(8). 1965.
71. Забабахин Е.И. Неустойчивость неограниченной кумуляции. // Письма в ЖЭТФ. Т.30. Вып.2. С.9799. 1979.
72. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.
73. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Искровой разряд. М.: Изд.-во МФТИ, 1997. 320 с.
74. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н., Яценко Н.А. Высокочастотный ёмкостный разряд: Физика. Техника эксперимента. Приложения. М.: Изд.-во МФТИ, 1995. 320 с.
75. Бугаев С. П., Воронцов-Вельяминов П. Н., Искольдский А. М., Месяц С, А., Проскуровский Д. И., Фурсей Г. Н., Явление взрывной электронной эмиссии, в сборнике: Открытия в СССР 1976 года, М., 1977.
76. Бугаев С.П., Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Взрывная эмиссия электронов // Успехи физ. наук. 1975. Т. 115, вып. 1. С. 101-120.
77. Месяц Г.А. Эктон-лавина электронов из металла // Там же. 1995. Т. 165, вып. 6. С. 602-626.
78. Горшков А.В. Экспериментальное исследование и оценочная теоретическая модель некоторых особенностей взаимодействия стационарного концентрированного электронного пучка с облаком макрочастиц конденсированной дисперсной фазы, создаваемым в разреженном газе, применительно к проблеме создания неравновесного плазмохимического реактора для атмосферного давления. Долгопрудный, МФТИ, 1993. 162 с.
79. Горшков А.В. О явлении аномально высокой положительной зарядки макрочастиц аэрозоля при воздействии интенсивного стационарного электронного пучка в вакууме. 06.04.94. // Депонировано в ВИНИТИ 07.06.1996. N_1903-В96.
80. Васильев М.Н., Горшков А.В. Экспериментальное исследование некоторых особенностей взаимодействия стационарного концентрированного электронного пучка с облаком макрочастиц конденсированной дисперсной фазы, создаваемым в вакууме. 26.11.92. // Материалы семинара "Применение электронных пучков и импульсных разрядов для очистки дымовых газов." М., ИВТАН, 1993.
81. Горшков А.В. О явлении аномально высокой положительной зарядки макрочастиц аэрозоля под действием концентрированного стационарного электронного пучка. Доклад на 6-м Всероссийском совещании "Воздействие мощных потоков энергии на вещество". Черноголовка, 10.02.1993.
82. Горшков А.В. Аномально высокая зарядка конденсированной дисперсной фазы под действием электронного пучка в вакууме. Доклад на семинаре НИЦ ТИВ (ИВТ РАН) 27.04.1995.
83. Горшков А.В. Периодическая коаксиальная стационарная структура электронного пучка, прошедшего через гетерогенную плазму. Доклад на семинаре "Физика неравновесных процессов в газах и плазме". МФТИ, 11.05.1995.
84. Горшков А.В. Линейный индукционный разряд. // Тезисы докладов 2-й международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 11-13.09.2001. Самара, СамГТУ. С.79. Естественные науки. Ч.1. Математика. Механика. Физика.
85. Горшков А.В., Кувшинов А., Украинцев О., Скалаух И., Галкин М. Частотный генератор высокого напряжения, установка для наблюдения различных форм газовых разрядов и плазмы, в том числе в.ч., получения у.ф. излучения, озона и оксидов азота. // Тезисы докладов 2-й международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 11- 13.09.2001. Самара, СамГТУ. С.80. Естественные науки. Ч.1. Математика. Механика. Физика. Геология.
86. Горшков А.В., Кувшинов А., Украинцев О., Скалаух И., Галкин М. Наблюдение предположительно новой разновидности ВЧ барьерного разряда и источники озона и ультрафиолетового излучения. // Тезисы докладов 2-й международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 11-13.09.2001. Самара, СамГТУ. Естественные науки. Ч.1. Математика. Механика. Физика. Геология. С.81.
87. Украинцев О.А., Горшков А.В. Подбарьерное прохождение частиц под действием вытягивающего поля гравитации или ускорений. // Труды 3-й международной конференции молодых учёных и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 30.09.-02.10.2002. Самара, СамГТУ. Естественные науки. Ч.4-6. Физика. Химия. Науки о Земле. 2002. С.28. // См. также в Internet: http://povman.sstu.edu.ru/k31.html ,
88. Горшков А.В. Особенности массопереноса в нецилиндрических каналах при не слишком малых числах Кнудсена. // Труды 3-й международной конференции молодых учёных и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 30.09.-02.10.2002. Самара, СамГТУ. Естественные науки. Ч.4-6. Физика. Химия. Науки о Земле. 2002. С.15. // См. также в Internet: http://povman.sstu.edu.ru/k31.html , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/gorshkov.doc .
89. Самокотин А., Украинцев О., Горшков А.В. Влияние внешнего потока излучения и собственного излучения тел на замедление их вращения вокруг своей оси. // Труды 3-й международной конференции молодых учёных и студентов "Актуальные проблемы современной науки". 30.09.-02.10.2002. Самара, СамГТУ. Естественные науки. Ч.4-6. Физика. Химия. Науки о Земле. 2002. С.22. // См. также в Internet: http://povman.sstu.edu.ru/k31.html , http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/samokotin.doc .
90. Воробьёв Ю.В., Горшков А.В. Измерение времени развития импульсного разряда во влажном воздухе. // 10-я Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных ВНКСФ-10, 1-7.04.2004. г.Москва. Тезисы докладов, Т.1. Екатеринбург-Красноярск, издательство АСФ России. 2004. Секция 4 - физика плазмы, плазменная техника и технология. С.369-370,375. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/t04pulse.doc
91. Горшков А.В. Об одном из возможных видов "шаровой молнии" на основе аномально высокой положительной зарядки аэрозоля в плазме под действием интенсивного электронного пучка, порождённого на фронте высокоскоростной волны ионизации в газовом разряде. // 10-я Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных ВНКСФ-10, 1-7.04.2004. г.Москва. Тезисы докладов, Т.1. Екатеринбург-Красноярск, издательство АСФ России. 2004. Секция 4 - физика плазмы, плазменная техника и технология. С.373-374. http://www.fml31.ru/newsite2/pages/gorshkov/t04sharm.doc
92. Горшков А.В. О влиянии полной ионизации электронных оболочек атома либо снабжения ядра электронными оболочками в основном состоянии на распад ядра на нуклонные фрагменты. / Специальное заседание каф. общей и теоретической физики ЮУрГУ, г.Челябинск, 31.05.2006.
93. Горшков А.В. Оценка влияния ионизации тяжёлого атома на распад ядра. / Доклад 6 июня 2006 г. Снежинская Государственная Физико-Техническая Академия, г.Снежинск. Секция 4 «Атомная и ядерная физика, ядерная энергетика»
94. Басалаев А.А., Горшков А.В. Исследование стратифицированного частотного импульсного тлеющего разряда высокого напряжения в парах ацетона низкого давления. (май 2006 г.) // Труды 2-го Международного форума "Актуальные проблемы современной науки". Части 6-8. Секция "Физика". С.14-17. Самара, 11-13.09.2006 г., СамГТУ, Поволжское отделение Российской инженерной академии.
95. Горшков А.В. Непосредственное влияние электронных оболочек атома на "сильные" распады ядра. // Материалы 45-й Международной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс": Физика. Подсекция физики ускорителей и элементарных частиц. / Новосибирский государственный университет. Новосибирск, 11 апреля 2007 г. С.131-132.
96. Горшков А.В. Непосредственное влияние электронных оболочек атома на "сильные" распады ядра.// Труды 3-го Международного форума (8-й Международной конференции молодых учёных и студентов) "Актуальные проблемы современной науки". 20-23.11.2007. Технические науки. Часть 18: Энергетика. Самара: Изд-во СамГТУ, 2007. С.28-33. // Электронная публикация http://rosman.net.ru/doc/18.rar

К ТЕМЕ ЭМИССИЯ ИЗ ТВЁРДОГО ТЕЛА
97. Бронштейн И.М., Фрайман Б.С. Вторичная электронная эмиссия. М., Наука, 1969.
98. Байтингер Е.М., Шулепов С.В. Исследование термоэмиссионных свойств углеродных материалов. / В сб. Вопросы физики твёрдого тела. Вып.6. Челябинск, ЧГПИ, 1976. С.29-34.
99. Тилинин И.С. Коэффициент неупругого отражения быстрых электронов от поверхности вещества. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984. №2. С.31-37.
100. Тилинин И.С. Отражение быстрых электронов при нормальном падении на поверхность вещества. // ЖЭТФ. 1982. Т.82. №4. С.1291-1305.
101. Тилинин И.С. Полный коэффициент отражения быстрых электронов при нормальном падении на поверхность вещества. // Письма в ЖЭТФ. 1982. Т.8. №2. С.82-86.
102. Ремизович В.С., Рязанов М.Н., Тилинин И.С. Энергетическое и угловое распределение отражённых частиц при падении пучка ионов под малым углом к поверхности вещества. ЖЭТФ. 1980. Т.79. №2. С.448-458.
103. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. М.: Мир, 1989. 568 с.
104. Электронная и ионная спектроскопия твёрдых тел. / Под ред. Л.Фирмэнса, Дж.Вэнника, В.Декейсера. М.: Мир, 1981. 468 с.
105. Фоменко В.С. Эмиссионные свойства материалов. Справочник. Киев, Наукова думка, 1970. 147 с.
106. Рейман А.Л. Термоионная эмиссия. М.-Л.: ГИТТЛ, 1940. 286 с.
107. Брусиловский Б.А. Кинетическая ионно-электронная эмиссия. М., Энергоатомиздат, 1990

К ТЕМЕ ФИЗИКА И ТЕХНИКА УСКОРИТЕЛЕЙ ПЗЧ И ЛОВУШЕК
108. Комар Е.Г. Основы ускорительной техники. М.: Атомиздат, 1975. 368 с.
109. Коротеев А.С. Введение в физику и технику релятивистских электронных пучков. Учебное пособие. М., изд. МФТИ, 1980. 83 с.
110. Иевлев В.М., Коротеев А.С. Вывод в атмосферу и исследование мощных стационарных электронных пучков. // Изв. АН СССР, сер. «Энергетика и транспорт», 1981. №3. С.3-13.
111. Лоусон Дж. Физика пучков заряженных частиц. М., Мир, 1980.
112. Гольдин Л.Л. Физика ускорителей. М.: Наука, Глав. ред. физ.-мат. лит., 1983.
113. Калинин В.Ф. Термоядерный реактор будущего. М.: Атомиздат, 1966. – 206 с.
114. Воронов Г.С. Штурм термоядерной крепости. Сер.: Библиотечка “Квант”. Вып.37. М., Наука, 1985. С.192.
115. Абрамян Е.А., Альтеркоп Б.А., Кулешов Г.Д. Интенсивные электронные пучки: физика, техника, применение. М.: Энергоатомиздат, 1984.
116. Хоровиц, Хилл. Искусство схемотехники.
117. Бабыкин М.В. Генерация и фокусировка сильноточных релятивистских электронных пучков / Под ред. Л.И. Рудакова. М.: Энергоатомиздат, 1990.
118. Физика и техника мощных импульсных систем / Под ред. Е.П. Велихова. М.: Энергоатомиздат, 1987.
119. Рухадзе А.А., Богданкевич Л.С., Росинский С.Е., Рухлин В.Г. Физика сильноточных релятивистских электронных пучков. М.: Атомиздат, 1980.

К ТЕМЕ ДИАГНОСТИКА ПУЧКОВ И ПЛАЗМЫ
120. Методы исследования плазмы. Сб. под ред. В.Лохте-Хольтгревена. Пер. с англ. под ред. С.Ю. Лукьянова. М.: Мир, 1971.
121. Животов В.К., Русанов В.Д., Фридман А.А. Диагностика неравновесной химически активной плазмы. М., Энергоатомиздат, 1985.
122. Москалёв И.Н., Стефановский А.М. Диагностика плазмы с помощью открытых цилиндрических резонаторов. М.: Энергоатомиздат, 1985.
123. Хилд М., Уортон С. Микроволновая диагностика плазмы. М.: Атомиздат, 1968.
124. Добкин С.В., Бычков В.Л. Методы диагностики пучков заряженных и нейтральных частиц, распространяющихся в вакууме и в газе. НТО МФТИ по х/д 54/86 3 этап, 1987.
125. Волков В.А., Ткаченко Б.К. Методы исследования в физической газовой динамике. М.: Изд.-во МФТИ, 1986. 92 с.
126. Ободовский И.М. Сборник задач по экспериментальным методам ядерной физики. М.: Энергоатомиздат, 1987. 280 с.
127. Медведев М.Н. Сцинтилляционные детекторы. М.: Атомиздат, 1977. 136 с.
128. Боровой А.А. Как регистрируют частицы. / Под ред. П.Е. Спивака. М.: Наука, Глав. ред. физ.-мат. лит., 1981. 176 с.
129. Горшков А.В. Разработка томографического метода измерений многомерных функций распределения в траекторном и фазовом пространствах для пучков заряженных частиц. / Дипл. работа. Долгопрудный, МФТИ, 1990. 62 с.
130. Васильев М.Н., Горшков А.В. Аппаратно-программный комплекс GEMMA и томографический метод измерения многомерных функций распределения в траекторном и фазовом пространствах при диагностике пучков заряженных частиц. // Приборы и техника эксперимента. 1994. N_5. С.79-94. // Перевод: Instruments and Experimental Techniques. V.37. N_5. Part 1. 1994. P.581-591.
131. Горшков А.В. Методика анализа вольт-амперной характеристики электрического зонда в неравновесной плазме, в т.ч. с наличием заряженного аэрозоля, для широкого диапазона концентраций плазмы и давления газа. 15.02.95. // Депонировано в ВИНИТИ 13.06.1997. N_1954-В97.
132. Горшков А.В. Об измерении нестационарного электрического тока "шунтированным обращенным индуктором" - одновитковым осесимметричным поясом Роговского. 27.02.98. // Депонировано в ВИНИТИ 20.04.1998. N_1188-B98.
133. Горшков А.В. Разработка методов диагностики плазмы, генерируемой концентрированным электронным пучком в присутствии конденсированной дисперсной фазы. 20.06.92. НТО МФТИ, 1992.
134. Васильев М.Н., Горшков А.В. Разработка и создание аппаратно- программного комплекса для автоматизированного томографического анализа пучков заряженных частиц с высоким пространственным разрешением. 02.12.92. Аннотированный НТО по программе "Управляемый термоядерный синтез и плазменные процессы." МФТИ, 1992.
135. Горшков А.В. Пакет программ для сверхразрешения сигналов. Демонстрация на семинаре НИИ "Лептон", Зеленоград, весна 1992.
136. Горшков А.В. Пакет программ для сверхразрешения изображений. Доклад на семинаре НИИ "Лептон", Зеленоград, 03.11.1992.
137. Горшков А.В. Разработка устройства и методики для измерения вольт-амперных характеристик электронно-пучковой плазмы, в том числе нестационарной, при атмосферном давлении. 13.03.-17.11.95. НТО 3 отд. НИИТП, 1995. 34 с.
138. Горшков А.В. Ионно-звуковой метод измерения электронной температуры и концентрации неравновесной плазмы. 1990-24.11.95. НТО 3 отд. НИИТП, 1995. 17 с.
139. Горшков А.В. Метод нескольких независимых электрических зондов для диагностики многокомпонентной плазмы. 1990-26.11.95. НТО 3 отд. НИИТП, 1995. 16 с.
140. Горшков А.В. Способ дискретных импульсов для прямого измерения заряда частиц аэрозоля в плазме. 03.12.95. НТО 3 отд. НИИТП, 1995. 12 с.
141. Горшков А.В. Об измерении нестационарного электрического тока поясом Роговского. Доклад на семинаре "Физика неравновесных процессов в газах и плазме". МФТИ, 30.09.1997.
142. Горшков А.В. Пакет программ REIMAGE для существенного улучшения разрешения изображений при обработке данных физического эксперимента и метод нахождения неизвестной аппаратной функции. 26.01.94. // Приборы и техника эксперимента. 1995. N_2. С.68-78. // Перевод: Instruments and Experimental Techniques. V.38. N_2. 1995. P.185-191.
143. Горшков А.В. Невозмущающий измеритель широкоспектрального электрического токового сигнала наносекундного диапазона. // Тезисы 4-й Всероссийской студенческой научно-технической конференции "Информационные технологии и электроника", секции "Системы распознавания образов", "Прием и обработка сигналов", 15-17.12.1999. Екатеринбург, УрГТУ. http://www.rtf.ustu.ru/Science/1999/PPU/Rog2.htm
144. Горшков А.В. Невозмущающий измеритель широкоспектрального электрического токового сигнала наносекундного диапазона. // Доклад на 52-й научно-технической конференции ЮУpГУ, секция общей и теоpетической физики. Апpель 2000 г. Челябинск, ЮУрГУ.
145. PLASZOND: Пакет программ для автоматизированного анализа экспериментальной вольт-амперной характеристики одиночного цилиндрического электрического зонда в неравновесной гетерофазной электронно-пучковой плазме. 09.1992-04.1994. МФТИ. Зарегистрирован 28.03.1997 в Реестре программ для ЭВМ РосАПО под N_970133.
146. REIMAGE: Пакет программ для сверхразрешения и восстановления размытых и искаженных изображений. 10.1992-02.1994. МФТИ. Зарегистрирован 17.10.1994 в Реестре программ для ЭВМ РосАПО под N_940454.
147. Горшков А.В., Ломакин Б.Н., Прудников М.М., Ризаханов Р.Н. Материалы к заявке на служебное изобретение МКИ G 01 T 1/29 . Способ измерения распределения плотности потока в пучке высокоэнергетичных частиц (его варианты) и устройство для его осуществления. 30.10.1995. НИИТП, отд.3 и отд.120. 13 с.


К ТЕМЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ
148. Легасов В.А., Русанов В.Д., Фридман А.А. Неравновесные плазмохимические процессы в гетерогенных системах. / В сб.: Химия плазмы. М., 1978. Вып.5. С.116-147.
149. Собко С.А., Березин В.М., Забейворота Н.С. Физика электронных и ионных процессов. Учебное пособие. Челябинск, изд. ЮУрГУ, 2005. 35 с.
150. Никеров В.А. Электронные пучки за работой. М.: Энергоатомиздат, 1988. – 128 с.
151. Космическое оружие: дилемма безопасности / Под ред. Е.П. Велихова, Р.З. Сагдеева, А.А. Кокошина. – М.: Мир, 1986. – 182 с.
152. Щука А.А. Электроника. Учебное пособие. / Под ред. проф. А.С. Сигова. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 800 с.
153. Абрамян Е.А. Промышленные ускорители электронов. М.: Энергоатомиздат, 1986.
154. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высшая школа, 1984.
155. Рыкалин И.Н., Зуев И.В., Углов А.А. Основы электронно-лучевой обработки материалов. М.: Машиностроение. 1978.
156. Пипко А.И., Плисковский В.Я., Королёв Б.И., Кузнецов В.И. Основы вакуумной техники.  М., Энергоиздат, 1981. 432 с.
157. Снерроу, Сесс. Теплообмен излучением.
158. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. М.: Мир, 1983.
159. Алёхин С.Н., Белков П.В., Васильев М.Н., Горшков А.В., Комардина Д.Г., Тимонина А.Ф., Стерлягов С.С., Тимонин А.И. Экспериментально-теоретические исследования по оптимизации параметров малогабаритных устройств для вывода концентрированных электронных пучков в плотные среды. НТО МФТИ по х/д 54/86 , 8 этап. Долгопрудный, 1988. 69 с.
160. Колесник В.Ф. Экспериментальное исследование особенностей нестационарного разрушения материалов электронным пучком.  Дисс. … к.ф.-м.н. Долгопрудный, МФТИ, 1987.
161. Жиглинский А.Г., Кучинский В.В., Сапеганский В.Л. Моделирование испарения конструкционных элементов термоядерных реакторов с помощью газоразрядной плазмы. // ЖТФ. 1990. Т.60. №12.
162. Фёдоров Б.Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. М.: Изд.-во ДОСААФ СССР. 1988. 190 с.
163. Грязнов В.К., Иосилевский И.Л., Лаппо Г.Б., Ломакин Б.Н., Павлов Г.А., Сон Э.Е. Теплофизические свойства рабочих сред газофазного ядерного реактора. М., 1980. 303 с.
164. Стаханов И.П., Черковец В.Е. Физика термоэмиссионного преобразователя. М.: 1985.
165. Сон Э.Е., Васильев М.Н. Генерация низкотемпературной плазмы электродуговыми плазмотронами. / Лабораторная работа. М.: изд.-во МФТИ, 1984. 32 с.
166. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Физические процессы в газовых лазерах. М., Энергоатомиздат, 1985. 152 с.
167. Елецкий А.В. Газовые лазеры высокого давления. // УФН. 1978. Т.125. С.279.
168. Эксимерные лазеры. / Сб. под ред. Ч.Роудза. Пер. с англ. М.: Мир, 1981.
169. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М., Наука, 1966
170. Технология материалов в приборостроении. Под ред. А.Н. Малова. М.: Машиностроение, 1969. 442 с.
171. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. М.: Высш. школа, 1975. 342 с.
172. Парфёнов О.Д. Технология микросхем. М.: Высшая школа. 1977. 256 с.
173. Попов В.Ф., Горин Ю.Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии. М.: Высшая школа, 1988. 255 с.
174. Финкельбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. М.: Изд.-во иностр. литер., 1961. 370 с.









3. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ФИЗИКА ЭЛЕКТРОННЫХ И ИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, ЧАСТЬ 2»

3.1. ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ,
в т.ч. 3.2. ТЕМЫ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА

№ Тема Лекционных часов Лабо-ратор-ных работ и Реше-ние задач Контрольных  работ
(в ходе лабораторных) Само-стоя-тель-ное чтение, реше-ние и твор-чество
1 Вводный обзор применений плазмы, разрядов, пучков, порождённых ими ЭМ излучений 2 2
2 Техника генерации высоких напряжений 2 1 +1 4
3 Основы сверхразрешения и томографии 6 3 +1 5
4 Элементарные процессы в плазме 4 2 3
5 Эмиссия заряженных частиц (дополнительно к части 1) 1 1 3
6 Классификация родов и форм разрядов. Механизм их образования. (дополнительно к части 1) 1 1 3
7 Техника формирования и ускорения ПЗЧ (дополнительно к части 1) 1 1 3
8 Общие сведения о плазме, 1, микро. 1 1 +1 3
9 Общие сведения о плазме, 2, макро. 1 2 3
10 Пучок в сплошной среде, 1, микро. 1 1 3
11 Приграничные и подповерхностные эффекты для пучков и плазмы. 2 2 4
12 Пучок и сильно анизотропная плазма, 2, макро. 1 2 3
13 Ещё неустойчивости плазмы, борьба с ними, использование их. 1 2 2
14 Особенности гетерофазной плазмы, в т.ч. пучковой. 1 2 2
15 Способы и устройства для диагностики разрядов, пучков, плазмы, излучений. 1 1 +1 2
17 Особенности устройств для управляемого ядерного синтеза. 1 1 1


ВСЕГО  100 часов, в том числе 27 23 +4 46








3.3. ТИПОВЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ (на семинар)
И ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ (в т.ч. вычислительные)

(Всего 27 ч. с учётом контрольных)

1+1 ч. Метод Эйлера (с промежуточной точкой) решения дифференциальных уравнений 1-й степени. Моделирование процессов в цепях генераторов высоких напряжений.
3+1 ч. Решение особенных СЛАУ: методом псевдообращения матрицы, итерационными методами (по вариантам). Сверхразрешение 1-мерных сигналов. Томография симметричных задач. Томография асимметричных задач (по вариантам).
2 ч. Расчёт равновесных концентраций и скоростей реакций. Расчёт потерь энергии в веществе электронных и ионных пучков (по вариантам). Расчёт потерь ионизирующего ЭМ излучения (по вариантам).
2 ч. Расчёт электронной лавины в веществе. Расчёт генерации рентгеновского излучения электронным пучком (по вариантам). Расчёт электронно-фотонной лавины от РЭП.
2+1 ч. Формирование заданного дозного поля методом дихотомического подбора. Решение задач на проектирование узла вывода электронного пучка в плотный газ.
2 ч. ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННАЯ ОБРАБОТКА. Электроконтактное черновое резание и шлифование. Оптимизация силы тока, скорости вращения. Электроискровое шлифование. Анодно-механическое шлифование, полирование, хонингование. Электрохимическое шлифование, полирование, размерная обработка. Анодное травление. Оптимизация по эмпирическим формулам и графикам.
2 ч. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА С МЕТАЛЛОМ. Дозное поле. Отражение, рассеяние. Токи термоЭДС, намагничивание. Токи изображения и самофокусировка. Пучково-плазменная неустойчивость. Модели образования отверстия. Диффузионное испарение, дозвуковое и сверхзвуковое течение. Скорость испарения по формуле Дэшмана, по формуле Ленгмюра. Мягкий, переходный, жёсткий и кинжальный режимы взаимодействия. Автоколебательный режим разрушения материала, пучка в канале и дискуссия о его механизме. Выбор энергии, плотности тока, формы и размеров, силы тока, скважности импульсов, формы импульсов, масок, направлений и скоростей перемещения.
1 ч. ДРОБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ. Фазовые переходы. Сжимаемость. Ползучесть, текучесть, разрыв. Скорость  звука, скорость роста трещин. Оценка глубины инжекции, энергий, токов, времени.
2 ч. ЭП РАСПЫЛЕНИЕ И НАПЫЛЕНИЕ. ЭП распыление и тонкоплёночное напыление. Распыление электронами и ионами, анодное и катодное. Распределение по углам вылета при катодном распылении монокристаллов. Механизмы осаждения и кристаллизации плёнок. Масса порции вскипания по формуле Шонланда. Сравнение способов испарения. Угловое распределение продуктов испарения, диффузионный режим, сплошной среды дозвуковой. Скорость испарения, реактивная сила, ударная волна. Способы обеспечения равномерности осаждения.
2 ч. ЭП СВЕРЛЕНИЕ И РЕЗАНИЕ. Условия кинжального режима. Преимущества импульсного режима для сверления. Оптимальная скважность. Технология создания отверстий немонотонного профиля. Особенности резания. Стабилизация резания и сверления магнитным полем. Использование и избежание пучково-плазменной неустойчивости.
2+1 ч. ЭП СВАРКА И ПАЙКА С ЗАДАННОЙ ГЛУБИНОЙ И ШИРИНОЙ. Задача о влиянии напряжения, силы тока, радиуса, времени, теплопроводности, температуропроводности и электропроводности на геометрические характеристики проплавления. Погонная энергия. Удельный поверхностный импульс. Однородное расплавление, конвективное проплавление, кинжальное проплавление. Влияние отверстия на пучок. Тепловой баланс. Виды излучений в процессе. Связь мощности и глубины. Формула Хашимото и Матсуда.
1 ч. ИОННО-ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ. Конструкции плазмотронов. Ионно-электронная пушка для поверхностной обработки. Конструкция. Плазменные эмиттеры. Ионно-плазменное напыление. Дуговой вакуумный источник ионов. Стабилизация катодных пятен. Измерение толщины покрытия, его состава. Плазменное напыление металлических покрытий. Способы обеспечения равномерной толщины. Способы расплавления и распыления тугоплавких покрытий. Расчёт ионных потоков.
0,5 ч. ЛАЗЕРНАЯ РАЗМЕРНАЯ ОБРАБОТКА. Оптическая, в т.ч. лазерная, сварка тонкостенных изделий. Формы сварных соединений. Избирательное размерное травление поверхности лазерным лучом. Ионное травление, движение границы испарения. Зависимость скорости испарения от температуры. Оптимальная плотность лазерного излучения. Оптимальные размеры фокального пятна.
0,5 ч. ЭП и ИП АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ. Характеристическое рентгеновское излучение. Применение электронных пучков для микрорентгеноструктурного анализа поверхностных структур. Оже-эмиссия электронов. Люминесценция. Наведённые токи. Отражение упругое, неупругое, рассеяние, вторичная эмиссия на отражение, на прострел; распределение по углам; энергетический спектр. Вторичная ионная масс-спектроскопия. Распределение химических элементов, фаз, рельефа.

3.4. ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

3.4.1. Методические рекомендации

Формы самостоятельной работы:
1. Чтение рекомендованной литературы, журналов, а также поиск в Internet.
2. Решение домашних задач.
3. Обработка результатов лабораторных работ.
4. Написание рефератов (по желанию).
4. Конструирование новых лабораторных устройств (по желанию).
5. Составление отчётов об исследованиях и НИОКР, подготовка плакатов, докладов (по желанию).

Реферат добавляет к рейтингу студента до 5 баллов, плагиатированный реферат вычитает 5 баллов. Изготовление новых лабораторных устройств по известным техническим решениям – до 20 баллов. Выполненные НИОКР с элементами новизны – до 50 баллов.

3.4.2. Список тем рефератов
По содержанию курса, см. п.2.2.

3.5. ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ НИРС И ПРЕДДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ.

3.5.1. Методические рекомендации.

Исследовательскую работу способны освоить только хорошо и отлично успевающие студенты, иное – заведомая профанация. Недопустима исследовательская работа ранее лекционного освоения соответствующей темы. Время на НИРС не нормируется. Защита результатов – на конференциях ЮУрГУ в соответствующих секциях и «выездные» (Снежинск, Новосибирск и др.).

3.5.2. Список тем НИОКР для студентов и аспирантов.

Экспериментальные

Оптимизация параметров и изготовление [заданного типа] генератора ТВЧ.
Оптимизация параметров и изготовление [заданного типа] генератора ВН.
Оптимизация параметров и изготовление [заданного типа] эмиттера электронов.
Оптимизация параметров и изготовление [заданного типа] эмиттера ионов.
Оптимизация параметров и изготовление [заданного типа] средств диагностики.
Химический анализ [совместно с каф. химии]продуктов плазмохимического синтеза.
Ёмкостный разряд с полым катодом.
Линейный индукционный разряд.
Озонопроизводительность барьерно-коронного разряда.
Глобоидный пинч.
Вывод интенсивного пучка через подогреваемое отверстие.
Безындукторный линейный индукционный ускоритель.
Периодические структуры в плазме.
Широкодиапазонная линеаризация пояса Роговского.
Зондовая диагностика пучковой плазмы.
Зондовая диагностика гетерофазной плазмы.
Рентгеновское изображение пучка в среде.
Инфракрасное изображение пучка в среде.
Эмиссионная и трансмиссионная томография пучков и плазмы.
Теоретические
Трёхчастичная перезарядка.
Автоотлипание.
Полевое прилипание.
Инерционное отлипание.
Трёхчастичное тормозное излучение.
Чисто кулоновская взрывная эмиссия.
Высокоскоростная волна ионизации, серфинг-механизм.
Расчёт АВЗ и вторично-эмиссионного разряда.
Ускоритель на тета-пинче.
Ускоритель с электроповоротом проводящей стенкой.
ЭМ волна в среде с переменой эффективной размерностью.
Экранирование потенциала в среде с дробной размерностью.
Экранирование потенциала в среде с переменной топологией.
Токовая и магнитная компенсация пучка.
Условие парамагнетизма плазмы.
Электрическое поле на границе замагниченной плазмы.
Использование периодических структур для кумуляции электромагнитной волны и плазмы.
Анализ теоремы Забабахина о невозможности неограниченной кумуляции в непрерывных обратимых процессах и построение более общей теоремы для необратимых процессов (в т.ч. диссипативных и квантовых).
Способы низкоэнергичного управления распадом атомных ядер.
Новые способы разделения изотопов.
Вычислительные
Создание программного средства для учебного расчёта плазмохимических реакций.
Моделирование инжекции ЭП пучка в среду.
Эффективные вычислительные методы томографии.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ О КОНТРОЛЕ
ЗНАНИЙ, УМЕНИЙ, НАВЫКОВ СТУДЕНТОВ

Виды контроля.

1. Устный опрос. 2. Публичное решение задач. 3. Проверка выполнения лабораторных заданий.
4. Проверка рефератов. 5. Экзамен. 6. Защита отчётов о выполненных конструкциях и исследованиях.

Посещаемость занятий обязательно 100%, за пропуск (по неуважительной причине) лекции из рейтинга вычитается 5 баллов, за пропуск (по неуважительной причине) лабораторной вычитается 10 баллов, причём пропуск лабораторной по какой бы то ни было причине не освобождает от обязанности выполнить и сдать лабораторную работу.
Решение задачи на семинаре или лабораторной добавляет в рейтинг до 5 баллов.
Выполнение лабораторной работы (кроме 0,5 часовых) с учётом соответствующей контрольной оценивается в 10 баллов. Таким образом, нормальная сумма баллов есть 100. При наборе 100 баллов и выше студент допускается к экзамену. Недостающие до 100 баллов студент может добрать выполнением реферативных работ (см. пп. 3.4.1., 3.4.2) по пропущенным темам, активным решением общих задач (см. выше), участием в расширении лабораторной базы ЮУрГУ и в НИОКР (см. п.3.4.1).

(2009 г.)