КВАЗИНЕЙТРАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ ПРИЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ ПРИ БОЛЬШИХ ОТБИРАЕМЫХ ТОКАХ

Авторы
Файлы

Тихомиров А.А. Сысун В.И. Статья в формате PDF 156 KB При теоретическом рассмотрении слоя у электрода, внесённого в плазму, часто бывает удобно разделять его непосредственно на слой объёмного заряда и квазинейтральную область, в которой релаксируют параметры плазмы [1]. Точное кинетическое решение задачи в общем случае невозможно, а применяемые приближенные методы решения кинетического уравнения также весьма сложны и часто не отражают реальную ситуацию.

В работе [2] проведен расчет слоя через моменты функции распределения без учета инерциального члeна.

В данной работе предлагается расчет квазинейтральном области слоя на основе мгд-приближения с учетом инерциального члeна. Рассматривался слой у плоского неэммитирующего электрода в достаточно плотной плазме в стационарном случае (для другой геометрии электродов решение аналогично). Для расчета использовались уравнения Эйлера для движения электронов и ионов, уравнения непрерывности частиц и тока в предположении и однородности температуры электронов и ионов в области:

(1)

(2)

; где ; (3)

(4)

где Z - эффективная частота ионизации на один электрон, , , - эффективные частоты столкновения электронов, инов, и атомов друг с другом. Движением атомов пренебрегалось. В последних члeнах уравнения (1) и (2) учитывается нулевая начальная скорость электронов и ионов при ионизации, что существенно при малых частотах столкновений . Граничные условия между невозмущенной плазмой и квазинейтральной областью возмущения записывались в виде: . Сложим уравнения (1) и (2) и перейдем к безразмерным переменным, получим:

(5)

(6)

(7)

где ,, , , ,,- ионная скорость звука. Граничные условия записываются в виде , , . Границу области квазинейтральности и слоя объемного заряда определяли из уравнения (5), при . Система уравнений (5)-(7) решалась численно для различных значений , , и . В таблице 1 приведены результаты расчета для одного набора этих параметров, а именно дрейфовые скорости электронов и ионов, концентрация на границе с объемным зарядом и длина области квазинейтральности в зависимости от величины отбираемого тока из плазмы.

При некоторых значениях параметров и возможны частные решения. В случае низких давлений или малых отбираемых токов решение уравнений (5) - (7) имеет вид:

(8) (9)

При решение (8) совпадает с полученным в работе [3]. Для , что соответствует случаю высоких давлений, выражение для концентрации частиц равняется:

(10)

Анализ этих решений показал, что с точностью менее 1%, можно пользоваться следующими выражениями:

(11)

; (12)

Граничное условие между квазинейтральной областью и слоем объемного заряда в обычных переменных имеет вид:

(13)

При малых электронных токах это выражение переходит в известный критерий Бома. Полученные решения показывают, что с увеличением электронного тока, отбираемого из плазмы, поток ионов уменьшается, то есть электроны начинают меньше ускорять ионы. Концентрация заряженных частиц на границе слоя объемного заряда увеличивается, а толщина области квазинейтральности уменьшается. Данный факт на наш взгляд имеет важное значение для зондовой диагностики и приэлектродных процессов.

Таблица 1. Результаты численного расчета системы (5) - (7) при .



0,01	0,0101	1,000	0,0099	0,01	0,1	1,00	0,009
0,1	0,0111	0,990	0,101	0,1	0,102	0,99	0,0996
0,2	0,0125	0,959	0,206	0,2	0,106	0,96	0,205
0,3	0,0142	0,907	0,321	0.3	0,114	0,91	0,32
0,4	0,0166	0,828	0,456	0,4	0,126	0,83	0,46
0,5	0,0207	0,707	0,643	0,5	0,149	0,70	0,65
0,571	0,030	0,500	0,9995	0,5694	0,2078	0,5049	0,9782
-0,01	0,0099	1,000	-0,01	-0,01	0,0999	1,00	-0,011
-0,1	0,0091	0,990	-0,101	-0,1	0,100	0,99	-0,102
-0,2	0,0084	0,959	-0,206	-0,2	0,102	0,96	-0,207
-0,3	0,0078	0,907	-0,321	-0,3	0,107	0,91	-0,322
-0,4	0,0075	0,828	-0,457	-0.4	0,117	0,83	-0,46
-0,5	0,0077	0,707	-0,643	-0,5	0,136	0,702	-0,65
-0,571	0,01	0,500	-0,999	-0,5694	0,1882	0,5049	-0,981


0,01	0,200	1,00	0,008	0,01	0,50	1,00	0,005
0,1	0,203	0,99	0,099	0,1	0,51	0,99	0,096
0,2	0,211	0,96	0,204	0,2	0,53	0,94	0,21
0,3	0,225	0,90	0,320	0.3	0,58	0,87	0,33
0,4	0,250	0,82	0,45	0,4	0,72	0,70	0,52
0,5	0,300	0,68	0,66	0,412	0,806	0,625	0,592
0,5446	0,3911	0,5199	0,9192
-0,01	0,200	1,0	-0,012	-0,01	0,5	1,00	-0,15
-0,1	0,20	0,99	-0,10	-0,1	0,51	0,99	-0,11
-0,2	0,21	0,96	-0,21	-0,2	0,53	0,95	-0,21
-0,3	0,22	0,90	-0,32	-0,3	0,57	0,87	-0,34
-0,4	0,24	0,82	-0,46	-0.4	0,71	0,70	-0,53
-0,5	0,29	0,68	-0,67	-0,412	0,794	0,625	-0,608
-0,5446	0,3782	0,5206	-0,9257

Исследования, описанные в данной работе, были проведены в рамках проекта PZ-013-02 поддерживаемого совместно Американским фондом гражданских исследований и развития (АФГИР), Министерством образования РФ и правительством Республики Карелия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Ф.Г. Бакшт, В.Г. Юрьев. ЖТФ, вып., 49, 905-944 стр. 1979 г.
Е.Г. Виноградов, П.П. Щербин. Препринт. Физико-энергетический институт, Обнинск. 991, 1-14 1980 г.
В.И. Сысун. Физика плазмы, 4, 931-937, 1978 г

ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИИ АЛЬБУМИНА ПРИ ДЕЙСТВИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Статья в формате PDF 119 KB...

08 05 2026 22:49:54

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРОФОРИЕНТАЦИОННОЙ РАБОТЫ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

Статья в формате PDF 109 KB...

07 05 2026 21:17:38

ПРИМЕНЕНИЕ ДЕРИНАТА И МАГНИТНО-ИНФРАКРАСНО-ЛАЗЕРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ЛЕЧЕНИИ УРОГЕНИТАЛЬНОЙ ГЕРПЕСВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ В СОЧЕТАНИИ С ХЛАМИДИОЗОМ

Статья в формате PDF 102 KB...

06 05 2026 22:27:12

О ТИПАХ И ВИДАХ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ КУЛЬТУРЫ

Статья в формате PDF 151 KB...

05 05 2026 9:12:41

ПЕРСПЕКТИВЫ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ РАПСА В ОБЕСПЕЧЕНИИ ПРОИЗВОДСТВА БИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛНОЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА МЯСНОЙ И РЫБНОЙ ОСНОВЕ

Статья в формате PDF 160 KB...

04 05 2026 17:31:11

ВОЗМОЖНОСТИ РЕШЕНИЯ МЕДИЦИНСКИХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

Статья в формате PDF 276 KB...

03 05 2026 22:19:13

ДЕЙСТВИЕ ПРЕПАРАТА ЛИТИЯ ЦИТРАТА НА МЕТАБОЛИЗМ У ЦЫПЛЯТ ПРИ СТРЕССЕ

Статья в формате PDF 144 KB...

02 05 2026 15:17:50

ИНТРОДУЦЕНТЫ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ СИБИРСКОГО РЫБОВОДСТВА

Статья в формате PDF 141 KB...

01 05 2026 0:26:36

ИЗЫСКАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛА

Статья в формате PDF 304 KB...

30 04 2026 9:35:12

АНАЛИЗ И ОЦЕНКА АКАДЕМИЧЕСКОЙ УСПЕВАЕМОСТИ СТУДЕНТОВ ВУЗОВ – ОДНА ИЗ ФУНКЦИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА

Статья в формате PDF 118 KB...

29 04 2026 20:58:47

О КОМПЛЕКСЕ МЕРОПРИЯТИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ АДЕКВАТНОЙ ПЕНСИОННОЙ МОДЕЛИ

В данной работе авторами обоснована актуальность исследований в области пенсионного обеспечения, раскрыты основные направления дальнейшего развития пенсионной модели. ...

28 04 2026 11:50:48

К ВОПРОСУ О ЛЕЧЕНИИ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕНСОНЕВРАЛЬНОЙ ТУГОУХОСТИ

Статья в формате PDF 112 KB...

27 04 2026 18:46:39

ДИАГНОСТИКА И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗРЕНИЯ КАК ОДИН ИЗ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Статья в формате PDF 154 KB...

26 04 2026 5:51:57

НЕКОТОРЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ РЕПАРАТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ПРИ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ

Статья в формате PDF 98 KB...

25 04 2026 20:35:17

ФИЛОСОФИЯ В КОНТЕКСТЕ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Статья в формате PDF 297 KB...

24 04 2026 12:41:23

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОТБРАКОВОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ РПУ

Разработан пакет графических алгоритмических моделей отбpaковочных испытаний радиоприемных устройств, изготавливаемых и выпускаемых предприятием, как первый шаг к последующей автоматизации. Показано преимущество разработанных моделей по сравнению с действующей текстовой инструкцией по проведению испытаний. ...

23 04 2026 7:30:16

Оценка эффективности применения озонотерапии при псориатическом артрите

Статья в формате PDF 104 KB...

22 04 2026 16:41:39

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ДИАГОНАЛЬНОЙ СЕГМЕНТАРНОЙ АМПЛИТУДОМЕТРИИ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ

Методика диагональной сегментарной амплитудометрии, заключающаяся в регистрации амплитуды колебаний активного и реактивного сопротивления тканей человеческого организма, широко используемая в медицинской пpaктике, начинает применяться в спорте для контроля за функциональным состоянием спортсменов в различные периоды учебно-тренировочного процесса. Результаты, полученные данным методом, показывают, что различия в проводимости тканей определяются видом спорта, а также квалификацией спортсменов. Проводимость тканей более устойчива в подготовительный период по сравнению с соревновательным. Суммарная нестабильность проводимости тканей выше на соревнованиях более высокого уровня. ...

21 04 2026 0:47:11

Клинико-иммуноморфологическое исследование эпителиоцитов десны у больных с хроническим катаральным гингивитом

Статья в формате PDF 105 KB...

20 04 2026 6:52:35

ВЛИЯНИЕ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ НА Т-КЛЕТОЧНУЮ СИСТЕМУ ИММУНИТЕТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Статья в формате PDF 337 KB...

19 04 2026 14:18:52

Закономерности экспертных оценок рисков сотрудничества в образовании России и Европейского Союза

Явная неопределенность поведения сферы образования вызывает значимые риски. Во многом они связаны с самими экспертами и их группами, имеющими свои корпоративные интересы. Факторы риска промоделированы по статистическим данным идентификацией устойчивых закономерностей в виде тенденций (трендов) и показана методика анализа. Даны рейтинговые места экспертным оценкам. Анализ закономерностей показал, что в России нужно повышать чувствительность экспертов к реальной действительности, а также к адекватному представлению сценариев долгосрочной перспективы развития. Пока не будет результатов в реформах образования, нечего ждать и формирования инновационной экономики. Ведь из мировой пpaктики известно, цикл пассионарной активности опережает цикл экономического возрождения на 3–5 лет. ...