Ограничение возбуждённых атомных состояний и столкновительная рекомбинация в неидеальной плазме

• Автор: Ланкин, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

1 Обзор литературы
1.1 Парные связанные состояния в равновесной разреженной плазме
1.2 Парные связанные состояния в плотной плазме: две проблемы
1.3 Моделирование равновесной плотной плазмы
1.4 Неравновесная плазма: столкновительная рекомбинация
2 Парные связанные состояния в плотной плазме
2.1 Моделирование неидеальной плазмы методом молекулярной динамики
2.2 Диагностика парных флуктуаций
2.3 Квантовые ограничения
3 Ограничение статистической суммы пар у порога ионизации
3.1 Распределение электрон-ионных пар по энергии вблизи порога ионизации
3.2 Ограничение спектра парных состояний как эффект плотности
3.3 Распределение по полной энергии: свободные, связанные и
локализованные электроны
3.4 Анализ экспериментальных данных: подавление спектральных линий
4 Рекомбинация в неидеальной плазме
4.1 Модель неравновесной плазмы: столкновительная рекомбинация
4.2 Рекомбинация в однозарядной и многозарядной неидеальной плазме
4.3 Влияние расположения ионов в плазме на скорость рекомбинации
4.4 О механизме рекомбинации в неидеалыюй плазме

4.5 Анализ экспериментальных данных
Заключение
Публикации автора на тему диссертации
Литература

Диссертация посвящена исследованию свойств парных связанных состояний в плотной низкотемпературной плазме с помощью численного моделирования в рамках классического метода молекулярной динамики. Кроме того, в работе будет затронут вопрос структуры и влияния на свойства плазмы области электронного энергетического спектра, примыкающего к границе ионизации, и разделяющей области парных связанных состояний и свободных электронов.
Актуальность работы обусловлена широкой распространённостью плотной и неидеальной плазмы, как в природе, так и в целом ряде практических приложений [1—4]. Плотная и неидеальная плазма определяет работу импульсных термоядерных реакторов с инерционным удержанием плазмы, мощных взрывомагнитных и магнитогидродинамических генераторов, плазмохимических и СВЧ реакторов, плазмотронов и мощных источников оптического и рентгеновского излучения. В энергетических устройствах будущего сильно сжатая и разогретая металлизированная плазма может быть использована в качестве рабочего тела. Физика приэлектродных, контактных и электровзрывных процессов при вакуумном пробое тесно связана с неидеальной плазмой [5], определяющей работу мощных импульсных ускорителей, генераторов СВЧ-излучения и плазменных коммутаторов. Существенное значение описание плотной и неидеальной плазмы имеет для задач астрофизики и планетологии [6-8], в частности при изучении газовых гигантов и звёздных атмосфер.
Одним из инструментов исследования низкотемпературной плазмы, получившим наиболее широкое распространение, является химическая модель плазмы [9-12]. В рамках данного подхода свободная энергия плазмы представляется в виде суммы нулевого приближения, в качестве которого обычно выбирается свободная энергия переменного по составу идеального газа простых и составных

Рис. 3.6. а - характерные области существования пар: область дискретного спектра (I), область флуктуаций (И), область без атомов и флуктуаций (III). Е - энергия электрон-ионной пары. Линиями показаны энергетические уровни атома водорода, б - Диапазон времен жизни пар, соответствующих второму уровню атома водорода, при различной степени неидеальности: 1 - граница между атомами и флуктуациями;
2 - граница между областью существования пар и областью, где пары отсутствуют;
3 - линия максимума распределения пар по времени; 4 - линия, где число пар в сто раз меньше чем в максимуме.