Эффекты неидеальности и фазовые переходы в кулоновских системах

• Автор: Иосилевский, Игорь Львович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Глава I

ОСОБЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ НЕИДЕАЛЬНОСТИ В ПЛАЗМЕ

1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ НЕИДЕАЛЬНОСТИ

1.2. ТЕРМОДИНАМИКА РЕАЛЬНОЙ ПЛАЗМЫ В КВАЗИХИМИЧЕСКОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ

1.2.1. Эффективное взаимодействие зарядов

1.3. КОНКУРЕНЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ АССОЦИАЦИЙ И ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

1.3.1. Роль модельного сопровождения в физике неидеалыюй плазмы

1.4. ПРОБЛЕМА ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПЛАЗМЕ И КУЛОНОВСКИХ МОДЕЛЯХ

1.4.1. Переходы флюид-флюид в кулоновских системах

1.4.2. «Плазменные» фазовые переходы. Традиционный путь

1.4.3. «Плазменность» обычных фазовых переходов

1.4.4.«Диссоциативные» фазовые переходы
1.5. ПРОБЛЕМА НЕКОНГРУЭНТНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ПЛАЗМЕ КОМПАУНДОВ И ХИМИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ
1.5.1. Неконгруэнтность. Общие замечания
1.5.2. Неконгруэнтность в химически реагирующей плазме компаундов
1.5.4. Неконгруэнтность «плазменных» и «диссоциативных» фазовых переходов
Глава II
ПРИБЛИЖЕННОЕ ОПИСАНИЕ ЭФФЕКТОВ НЕИДЕАЛЬНОСТИ В ТЕРМОДИНАМИКЕ КУЛОНОВСКИХ МОДЕЛЕЙ И РЕАЛЬНОЙ ПЛАЗМЕ
2.1. БАЗОВЫЙ ПОДХОД В ОПИСАНИИ ЭФФЕКТОВ НЕИДЕАЛЬНОСТИ
2.2. МОДЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДХОДА
2.2.1. Модель однокомпонентной плазмы
2.2.2. Модель классической двухкомпонентной плазм
2.3. ПРИЛОЖЕНИЕ К ТЕРМОДИНАМИКЕ РЕАЛЬНОЙ ПЛАЗМЫ
2.3.1. Псевдопотенциальная модель
2.3.2. Результаты термодинамического описания неидеальной плазмы цезия
2.3.3. Экстраполяционные свойства приближения в области экстремально сжатой плазмы мегабарного диапазона давлений
2.3.4. Термодинамика экстремально сжатого водорода (дейтерия)
Заключение
Приложение к главе I

Глава III
ПРОБЛЕМА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ II ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ПЛАЗМЕ И КУЛОНОВСКИХ МОДЕЛЯХ
ЗЛ. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В БЕЗАССОЦИАТИВНЫХ МОДЕЛЯХ ПЛАЗМЫ
ЗЛЛ. Безассоциативные модели плазмы. Общие свойства
3.1.2. Термодинамика фазовых переходов в безассоциативных моделях плазмы
3.1.3. Особенности фазовых границ в безассоциативных моделях плазмы
3.2. АНОМАЛЬНЫЕ ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ В БЕЗАССОЦИАТИВНЫХ МОДЕЛЯХ
ПЛАЗМЫ
3.2.1. Стандартный тип фазовой диаграммы в электрон-ионных моделях
3.2.2. Аномальные типы фазовой диаграммы в электрон-ионных моделях
3.2.3. Об универсальном характере единого фазового равновесия кристалл-флюид
3.3. ВЗАИМОСВЯЗЬ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В МОДЕЛИ ОСР(~) С РЕШЕНИЕМ
ЗАДАЧ ТЕРМОЭЛЕКТРОСТАТИКИ
3.3.1. Фазовые переходы в кулоновских системах и аномалии равновесных профилей пространственного заряда в неоднородной плазме
3.3.2. Иллюстрации и приложения
3.4. СПИНОДАЛЫ1ЫЙ РАСПАД ЗОНЫ МЕТАСТАБИЛЫЮГО ПЛАВЛЕНИЯ
В ПРЕДЕЛЕ НУЛЕВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
3.4.1. Нормальные сценарии завершения метастабилыюго плавления
3.4.2. Аномальные сценарии завершения метастабильного плавления
3.5. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФАЗОВОЙ ГРАНИЦЫ
В КУЛОНОВСКИХ СИСТЕМАХ
Введение. Особенности термодинамического равновесия в кулоновских системах
3.5.1. Химический и электрохимический потенциалы в кулоновских системах
3.5.2. Термодинамически характер потенциала межфазной границы в кулоновской
системе
3.5.3. Низко- и высокотемпературный пределы потенциала межфазной границы
3.5.4. Возможность «измерения» потенциала межфазной границы в численном
моделировании
3.5.5. Потенциал межфазной границы газ-жидкость в расчетах химической модели плазмы
3.5.6. Электростатика межфазных границ в модели ОСР(#)
3.5.7. Электростатика межфазных границ в однородно-сжимаемых безассоциативных
моделях
Заключение
Приложение к главе III. Аппроксимации для уравнения состояния подсистем
Глава IV
НЕКОНГРУЭНТНОЕ ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ В ПЛАЗМЕ ХИМИЧЕСКИХ
СМЕСЕЙ
4.1. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ДИОКСИДЕ УРАНА.
ИСТОРИЧЕСКИЙ КОММЕНТАРИЙ
4.1.1. Оценки параметров критической точки диоксида урана
4.1.1. Оценки параметров неконгруэнтного испарения диоксида урана при низких температурах
4.2. МОДЕЛЬ НЕКОНГРУЭНТНОГО ИСПАРЕНИЯ ДИОКСИДА УРАНА
4.2.1. Теоретическая модель. Общая схема
4.2.2. Вклад связанных комплексов
4.2.3. Эффекты неидеальности. Используемые приближения
4.2.4. Выбор характеристик эффективного взаимодействия компонент смеси
4.2.5. Финальный расчет термодинамики жидкой фазы и «калибровка» модели
4.2.6. Проверка экстраполяционных свойств модели
4.2.7. Особенности расчета параметров фазового равновесия
4.2.8. Результаты расчета параметров неконгруэнтного испарения
4.3. ОБ УНИВЕРСАЛЬНОМ ХАРАКТЕРЕ НЕКОНГРУЭИТНОСТИ ФАЗОВЫХ
ПЕРЕХОДОВ В ПЛАЗМЕ ХИМИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ
4.3.1. Неконгруэнтность фазовых переходов в урано-содержащих системах
4.3.2. Неконгруэнтность фазовых переходов вне проблемы ядерной безопасности
Заключение
Приложение к главе IV
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цитированная литература
Список публикаций автора

Гл. II. Приближенное описание эффектов неидеальности в плазме
Рис. 2.11. Корреляционные функции модифицированного псевдопотенциального приближения настоящей работы для случая многократной ионизации (схематично).
Сравнение с экспериментальными данными динамического сжатия плазмы металлов. Проверка экстраполяционных свойств суммарного приближения, включающего в себя, как составную часть, учет кулоновской неидеальности в описываемой модификации псевдопотенциального приближения, состоял из двух этапов. На первом проводилось сравнение с умеренно плотной плазмой суб-мегабарного диапазона давлений, полученной при интенсивном ударном сжатии пористых образцов железа [Трунин и др. 1993, 1994] (пористость т = ро/роо = 5-20, р0- нормальная плотность железа, р00- исходная плотность пористого образца). Диапазон плотностей, достигнутых в эксперименте, соответствовал состоянию плотной и горячей плазмы «расширенного» металла (р<ро) Г~ (5-15) 10’К. Результаты расчета, представленные на рис. 2.12, демонстрируют удовлетворительное согласие с экспериментальными данными
Рис. 2.12. Ударные адиабаты пористого железа (т = ро/роо = 5-20): точки -экспериментальные данные [ТРУНИН и др. 1994]); штрих - расчет вклада кулоновской неидеальности с использованием модифицированного дебаевского приближения ВОН-С /17, 20-21/, /М2/; сплошная кривая - с использованием псевдопотенциального приближения (П2.1-П2.22) настоящей работы /25/.