Зарядка макрочастиц и явления переноса в плазменно-пылевых структурах при пучковых воздействиях

• Автор: Ворона, Назар Александрович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Сильнонеидеальная пылевая плазма при внешних пучковых и нолевых воздействиях

1.1. Динамика плазменно-пылевых структур при воздействии магнитного поля

1.2. Плазменно-пылевые структуры при криогенных температурах

1.3. Исследование свойств пылевой плазмы при воздействии лазерного излучения

1.4. Воздействие электронного пучка на макрочастицы в упорядоченных структурах в газоразрядной плазме

1.5. Выводы к первой главе

Глава 2. Вязкопластические свойства сильнонеидеальных систем различной степени упорядоченности

2.1. Исследования вязкости плазменно-пылевой жидкости

2.2. Описание эксперимента

2.3. Техника обработки экспериментальных данных
2.4. Анализ экспериментальных данных
2.5. Выводы ко второй главе
Глава 3. Процессы теплопереноса в плазменно-пылевых структурах
3.1. Воздействие электронного пучка кэВ-энсргий на плазменнопылевые структуры
3.2. Экспериментальный стенд и постановка эксперимента
3.3. Обработка и анализ эксперимента

3.4. Выводы к третьей главе
Глава 4. Сверхвысокая зарядка дисперсных частиц электронным пучком кэВ-энергий
4.1. Экспериментальный стенд и техника эксперимента
4.2. Анализ динамики движения макрочастиц при воздействии электронного пучка
4.3. Зарядка пылевых частиц электронным пучком
4.4. Выводы к четвертой главе
Заключение
Список публикаций
Литература
Введение
Плазма, содержащая заряженные твердые или жидкие макроскопические частицы называется пылевой или комплексной, аэрозольной, коллоидной, запылённой, плазмой с конденсированной дисперсной фазой и т. п. В зависимости от механизмов зарядки (потоки ионов и электронов, фото-, термо-, вторичная электронная эмиссия) частицы в такой плазме приобретают отрицательный или положительный заряд [1]. Пылевая плазма широко распространена в природе — она обнаружена на поверхностях планет и их спутниках, в планетарных кольцах, хвостах комет, межпланетных и межзвёздных облаках [2]. Пылевая плазма обнаружена также вблизи искусственных спутников, космических станций [3, 4], в пристеночной области установок управляемого термоядерного синтеза [5, 6], камерах для производства элементов микроэлектроники [7-9] и др.
Присутствие заряженных макрочастиц в плазме существенным образом сказывается на коллективных процессах. Наличие пылевых образований изменяет характерные пространственные и временные масштабы в плазме. Характерные временные масштабы динамических процессов, связанных с пылевой компонентой, находятся в диапазоне ~ 10-100 Гц, при этом достаточно большие размеры (~ 10~2-102 мкм) пылевых частиц дают возможность проводить визуальное наблюдение отдельных макрочастиц, в том числе их пространственное положение, траектории движения и т. д. Это позволяет исследовать явления, происходящие в пылевой плазме на кинетическом уровне.
Частицы микронных размеров в плазме не только изменяют зарядовый состав плазмы, но и приводят к возникновению новых эффектов в системе, например, связанных с диссипацией и рекомбинацией плазмы на поверхности частиц, флуктуацией заряда частиц и др.

2.2. Описание эксперимента
Для решения экспериментальных задач по изучению вязкопластических свойств плазменно-пылевых образований была применена методика с использованием внешнего лазерного воздействия [65], схема которой представлена на рисунке 2.2.
В вакуумную камеру были помещены два плоских электрода. Нижний, заземленный электрод, представляет собой металлический диск диаметром 19 см. Верхний, расположенный на высоте 5 см от нижнего и изготовлен в форме кольца, внешний диаметр которого 19 см, а внутренний 5 см. В ходе экспериментов вакуумная камера заполнялась аргоном, давление которого варьировалось в диапазоне 15-35 Па. На электроды подавалось напряжение от высокочастотного генератора с несущей частотой 13,56 МГц. В результате между ними в атмосфере аргона возникал тлеющий разряд. В этот разряд через отверстие в верхнем электроде из специального контейнера вбрасывались пылевые частицы. Макрочастицы представляли собой пластиковые (МФ) сферы диаметром 1,9 мкм. Эти пылинки, попадая в разряд и заряжа-
Вакуумная камера
Рис. 2.2. Схема экспериментального стенда.