Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ПЛАЗМЕННО-ПУЧКОВЫЙ РАЗРЯД

ПЛАЗМЕННО-ПУЧКОВЫЙ РАЗРЯД

ПЛАЗМЕННО-ПУЧКОВЫЙ РАЗРЯД - одиниз видов электрического разряда в газе, в к-ром в межэлектродноепространство вводится ускоренный электронный пучок и плазма разряда разогреваетсягл. обр. за счёт плазменно-пучковой неустойчивости (см. Пучковая неустойчивость). Врезультате развития неустойчивости электронный пучок размывается по скоростямс уменьшением ср. энергии электронов в пучке и передачей части первонач. <энергии пучка ленгмюровским колебаниям. Затем значит. часть энергии ленгмюровскихколебаний передаётся тепловым электронам плазмы. Разогрев тепловых электроновпроисходит за счёт затухания ленгмюровских колебаний при электрон-атомныхи электрон-ионных столкновениях, при рассеянии ленгмюровских колебанийна тепловых электронах с трансформацией ленгмюровских волн в ионно-звуковые, <при затухании ленгмюровских колебаний в области уменьшающейся концентрацииплазмы и т. д.

Доля энергии пучка, трансформируемая в энергию ленгмюровских колебаний, зависитот первонач. разброса скоростей электронов пучка и от длины L взаимодействия пучка с плазмой. Наиб. значения реализуются для достаточно размытого пучка при Здесь v₁ и п₁ - скорость и концентрацияэлектронов в пучке, v _т и п - средняя скоростьи концентрация тепловых электронов,- ленгмюровская частота,- кулоновский логарифм.

В П.-п. р. значительный, а зачастую определяющийвклад в ионизацию вносят разогретые тепловые электроны плазмы, концентрацияк-рых по мере развития разряда обычно начинает превышать концентрацию электроновв пучке. На формирование ф-ции распределения тепловых электронов оказываютвлияние упругие и неупругие столкновения, а также ускорение электроновв электрич. полях ленгмюровских колебаний.

Диапазон токов i и напряжений . в П.-п. р. весьма широк: i(0,1 - 10⁵) А, и (10- 10⁶) В. В основном П.-п. р. изучен в протяжённой геометрии. <Часто в экспериментах для фокусировки пучка использовалось продольное магн. <поле с напряжённостью Н³ Э. Изучен также маломощныйП.-п. р. в узком зазоре, возникающий при наложении импульса напряженияна кнудсеновскую плазму низковольтной дуги, в к-рой длина свободногопробега электронов пучка больше разрядного промежутка. Пучок здесь формируетсяна катодном падении напряжения.

Для мощных импульсных П.-п. р. характерновозникновение обратного тока, к-рый создаётся образующимися в результатеионизации газа вторичными электронами. Последние ускоряются под действиеминдуцированного олектрич. поля, возникающего при импульсном увеличениитока разряда. В сильноточном импульсном П.-п. р. обратный ток вносит существенныйвклад в полный ток.

Лит.: Кингсеп С. С. и др., Механизмионизации газа сильноточным пучком электронов, "ЖЭТФ", 1972, т. 63, с.2132; Лебедев П. М. и др., Теория плазменно-пучкового разряда, "Физикаплазмы", 1976, т. 2, с. 407; Иванов А. А., Соболева Т. К., Юшманов П. Н.,Перспективы использования плазменно-пучкового разряда в плазмохимии, "Физикаплазмы", 1977, т. 3, с. 152; Бакшт Ф. Г. и др., Математическое моделированиепроцессов в низковольтном плазменно-пучковом разряде, М., 1990.

Ф. Г. Бакшт, В. Г. Юрьев.