Диагностика анизотропной плазмы цилиндрическими зондами: как достичь желаемого результата?
- 1 — д-р физ.-мат. наук профессор Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
- 2 — аспирант Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Аннотация
Цилиндрический зонд в анизотропной плазме позволяет измерять только чeтные компоненты разложения функции распределения электронов по скоростям. Впервые разработан метод определения нечетных моментов функции распределения путем решения системы кинетических уравнений Больцмана, связывающих между собой четные и нечетные моменты ( f0, f1); ( f0, f1 , f2) и т.д. Методика апробирована в плазме низковольтного пучкового разряда в гелии. Получены экспериментальные зондовые кривые для различ-ных ориентаций цилиндрического зонда относительно оси симметрии плазмы. Рассчитаны моменты f0, f2, а момент f1 определен с помощью решения «векторного» кинетического уравнения. Точность восстановления f1 контролировалась по совпадению расчетной и измеренной величин разрядного тока. Экспериментальные и теоретические данные хорошо согласуются.
Литература
- Голант В.Е. Основы физики плазмы / В.Е. Голант, А.П. Жилинский, С.А. Сахаров. М., 1977. 283 с.
- Измерение интеграла электронатомных столкновений в низкотемпературной плазме / А.П. Мезенцев, А.С. Мустафаев, В.Ф. Лапшин, В.Л. Федоров // ЖТФ. 1986. Т.56. № 11. С.2104-2109.
- Лапшин В.Ф. Метод плоского одностороннего зонда для диагностики анизотропной плазмы / В.Ф. Лапшин, А.С. Мустафаев // ЖТФ. 1989. Т.59. № 2. С.35-45.
- Мустафаев А.С. Исследование пучковой плазмы низкого давления. Процессы ионизации с участием возбужденных атомов / А.С. Мустафаев, В.Ф. Лапшин. Л., 1989. С.156-193.
- Хаксли Л. Диффузия и дрейф электронов в газе / Л. Хаксли, Р. Кромптон. М., 1977. 290 с.
- Winkler R., Braglia G.L., Hess A., Wilhelm J. Fundamentals of a technique for determining electron distribution functions by multi-term even-oder expansion in legendre polynomials. I. Theory // Beitr. Plasmophys. 1984. Vol.24. N 6. P. 657-674.
- Winkler R., Braglia G.L., Hess A., Wilhelm J. Calculations of electron swarm properties in N2 at moderate values of E/N // Beitr. Plasmophys. 1985. Vol.25. N 4. P.351-378.
- Mustafaev A.S. Probe method for investigation of anisotropic EVDF. Electron kinetic and applications of glow discharges. // Edited by U. Kortshagen, L.D. Tsendin. NY & London, Plenum Press. NATO ASI Series B: Physics. 1998. Vol.367. P.531-545.
- Godyak V.A., Demidov V.I. Probe measurements of electron-energy distributions in plasmas: what can we measure and how can we achieve reliable results?// J. Appl. Phys. 2011. Vol.44. P.1-29.
- Kumar K. The physics of swarms and some basic questions of kinetic theory // Phys. Rep. 1984. Vol.112. N 5. P.321-375.
- Sinfailam A.L., Nesbet R.K. Variational calculation on electron helium scattering // Phys. Rev. 1972. Vol.46. P.2118-2129.