Процессы энерговыделения в гелиосферных плазменных токовых слоях. Релаксация, нагрев и ускорение заряженных частиц

• Автор: Строкин, Николай Александрович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 290 с. : ил.

В. 1. НАГРЕВ И УСКОРЕНИЕ ИОНОВ В

МАГНИТОЗВУКОВЫХ УДАРНЫХ ВОЛНАХ

В.2. ИОННАЯ ДИНАМИКА В КВАЗИНЕЙТРАЛЬНЫХ

ТОКОВЫХ СЛОЯХ

В.З. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

В.4. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

В.5. СТРУКТУРА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. МАГНИТОЗВУКОВАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА

1.1. ОБЩИЕ ПОДХОДЫ. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРЕВА И УСКОРЕНИЯ ИОНОВ В ЛАБОРАТОРНОЙ МАГНИТОЗВУКОВОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЕ
1.2.1. ДИНАМИКА ТОКОВЫХ СЛОЕВ
1.2.2. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКОВОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ УДАРНОЙ ВОЛНЫ
ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМУ СПЕКТРУ ИОНОВ
1.3. СРАВНЕНИЕ С ДАННЫМИ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
1.4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПО МЗУВ С ОТРАЖЕННЫМИ ИОНАМИ
1.5. О ТОНКОЙ СТРУКТУРЕ ОТРАЖЕНИЯ И РАССЕЯНИЯ ИОНОВ
1.6. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОТРАЖЕНИЯ ИОНОВ МАГНИТОЗВУКОВОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ. ЧИСЛЕННЫЙ
ЭКСПЕРИМЕНТ
1.6.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРАЕКТОРИЙ ИОНОВ

1.6.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО СЧЕТА
1.7. СЕРФОТРОННОЕ УСКОРЕНИЕ ИОНОВ ВДОЛЬ ФРОНТА МАГНИТОЗВУКОВОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ
1.7.1. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА УСКОРЕНИЯ.
ЭКСПЕРИМЕНТ
1.8. ОКОЛОЗЕМНАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА
1.8.1. СТРУКТУРА ПОТЕНЦИАЛА И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
1.8.2. ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ ПО ЭНЕРГИИ
1.8.3. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ В ОКРЕСТНОСТИ УДАРНОГО ФРОНТА
1.8.4. СВОДКА ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ МЗУВ
1.9. СЕРФОТРОННЫЙ МЕХАНИЗМ УСКОРЕНИЯ ЧАСТИЦ В
ПЛАЗМЕ. ЧИСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
1.9.1. РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИЙ И ЭНЕРГИИ ИОНОВ ПРИ
СЕРФИНГЕ ВО ФРОНТЕ МЗУВ
1.9.1.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
1.9.2. СТРОГО ПЕРПЕНДИКУЛЯРНАЯ МЗУВ
1.9.3. КОСАЯ МЗУВ
1.9.4. МЗУВ С ПРОИЗВОЛЬНЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ УГЛОВа, Ф и
1.9.5. ОБСУЖДЕНИЕ
1.9.6. ВЫВОДЫ
1.10. РЕЛАКСАЦИЯ ОТРАЖЕННОГО ПУЧКА ИОНОВ И ГЕНЕРАЦИЯ ГОРЯЧИХ ЭЛЕКТРОНОВ
1.10.1. ВВЕДЕНИЕ
1.10.2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА
1.10.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
1.10.3.1. ОТРАЖЕНИЕ И РЕЛАКСАЦИЯ ИОННОГО

ПУЧКА
1.10.3.2. ДИНАМИКА ПОТЕНЦИАЛА
И ЭЛЕКТРОННОГО ТОКА
1.10.4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
1.10.4.1. ФОРМИРОВАНИЕ СПЕКТРА ИОНОВ
1.10.4.2. УСКОРЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ
1.10.4.3. СТРУКТУРА УДАРНОЙ ВОЛНЫ
1.10.4.4. ПРИЛОЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА. ОКОЛОЗЕМНАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА
ГЛАВА 2. УСКОРЕНИЕ ИОНОВ В КВАЗИНЕЙТРАЛЬНОМ
ТОКОВОМ СЛОЕ
2.1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НА ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
2.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
2.3.1. СЕРФОТРОННОЕ УСКОРЕНИЕ ПРОТОНОВ
В КВАЗИНЕЙТРАЛЬНОМ ТОКОВОМ СЛОЕ
2.3.2. УСКОРЕНИЕ ПРОТОНОВ ПОПЕРЕК ТОКА
2.3.3. ИЗМЕРЕНИЯ ПОД УГЛОМ 45°
2.3.4. ПРОДОЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ (90°)
2.4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.5. СРАВНЕНИЕ С ДАННЫМИ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
В ГЕОМАГНИТНОМ ХВОСТЕ
2.6. УСКОРЕНИЕ ИОНОВ В ЛАБОРАТОРИИ И В СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШКАХ
ГЛАВА 3. ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ. НАЧАЛЬНЫЕ
УСЛОВИЯ
3.2. ЗОНДОВЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

1.2.2. Перераспределение потоковой кинетической энергии ударной волны по энергетическому спектру ионов
Для определения энергосодержания в ионной компоненте плазмы с помощью многоканального энергоанализатора измерялись энергетические спектры атомов водорода, по которым восстанавливались ионные функции распределения. Сигналы с детекторов энергоанализатора регистрировались в виде одного - двух пиков длительностью 50-150 не, разнесенных между собой на 30-100 не при разных начальных условиях (параметрах начальной плазмы). Обычно, первый всплеск соответствует моменту времени, когда МЗУВ еще не дошла до входной апертуры (дрейфовой пролетной трубки) энергоанализатора, второй - моменту прохождения ударной волны. Кроме такой «длиннопериодной» модуляции, каждый из пиков может, в свою очередь, формироваться несколькими «элементарными» всплесками, максимумы интенсивности которых разнесены на 10-40 не. В соответствии с такой сложной структурой сигналов и изменяющимся относительным положением сигналов от частиц с различной энергией, наблюдается многообразие форм энергетических спектров. Типичные распределения для малых (< 3) и больших МА, М5 приведены на рис. 1.8 (М$ = СУУ.л - ионно-звуковое число Маха).
о гоо 400 т $оо д дв т зос 500 700 т гт то д
Рис. 1.8. Типичные распределения протонов по энергии а) Мл = 2,1, М5 = 3,1, В0 = 380 Г с, пп = 8-1013 см'3; б )Ма=3,6,М3 = 4,5, Во = 160 Те, п0 = 3-1013 см'3