Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
УБЕГАЮЩИЕ ЭЛЕКТРОНЫ

УБЕГАЮЩИЕ ЭЛЕКТРОНЫ

УБЕГАЮЩИЕ ЭЛЕКТРОНЫ - электроны полностью ионизованной плазмы, ускоряемые внеш. электрич. полем, в к-ром находится плазма. Несмотря на то что этому ускорению мешает сила трения электронов об ионы, часть электронов может непрерывно ускоряться вплоть до больших энергий - "убегать" от ионов. У. э. могут наблюдаться, напр., в экспериментах на плазменных установках типа токамак.

Теория убегания [Джованелли P. (Giovanelly R.), Дрей-цер X. (Dreicer H., 1949), A. Гуревич и др.] кратко состоит в следующем. В электрич. поле с напряжённостью E на электрон с зарядом е действует ускоряющая сила еЕ и тормозящая сила трения его об ионы F, к-рая при малых скоростях электронов uрастёт пропорционально скорости: где т- масса электрона; -время торможения. Далее, с ростом скорости эта сила достигает максимума F _макс, а при ещё больших скоростях (~ тепловых) убывает. Максимуму силы трения соответствует определённое критич. значение поля E _крит = F _макс/e, к-рое, как показывают детальные расчёты, равно где ( кулоновский логарифм),a r_D - дебаевский радиус экранирования. Если отношение E/E _кrит обозначить через e, то нетрудно видеть, что при e<= 1 ускоряющая и тормозящая силы могли бы уравновесить друг друга и тогда бы электрон, не ускоряясь, двигался с пост. скоростью, что соответствовало бы закону Ома, а при электрон непрерывно бы ускорялся. Однако в плазме всегда имеется доля электронов с достаточно большими скоростями, и для них сила торможения мала, так что они будут ускоряться даже при e<1. Как показывают расчёты, в этом случае прирост доли У. э. п _уб по отношению к основным n _осн описывается производной по времени:

где

Подчеркнем, что У. э, со скоростями, значительно большими тепловых, составляют здесь лишь малую долю по сравнению с осн. электронами и ионами. Поэтому для расчёта их ф-ции распределения по скоростям f (u) можно пользоваться линеаризованным кинетич. ур-нием Ландау со столкновительным членом, учитывающим их столкновения лишь с основными электронами и ионами.

Лит.: Сивухин Д. В., Кулоновские столкновения в полностью ионизованной плазме, в сб.: Вопросы теории плазмы, в. 4, M., 1964.

Б. А. Трубников.