Изучено влияние нелинейного механизма нагрева электронов плазмы на дисперсионные свойства потенциальных поверхностных волн, распространяющихся на границе металла и магнитоактивной плазмы конечного давления. Внешнее постоянное магнитное поле направлено перпендикулярно границе раздела сред. В приближении слабого нагрева рассмотрены различные механизмы потерь энергии электронов. В рамках нелокального нагрева на основе уравнения баланса энергии получено пространственное распределение температуры электронов плазмы. Исследовано влияние параметров плазмы на нелинейный сдвиг волнового числа и пространственный декремент затухания поверхностных волн. Полученные результаты справедливы как для полупроводниковой, так и для газовой плазмы.
Азаренков Н.А., Акимов Ю.А., Олефир В.П. Влияние магнитного поля на нагревную нелинейность поверхностных волн в плазменно-металлических структурах // ЖТФ, 2004, том 74, выпуск 1, Стр. 40

Рассматривается одномерная математическая модель, позволяющая рассчитывать характеристики разряда в скрещенных электрическом и магнитном полях. Одно из применений модели возможно для электрореактивных двигателей (ЭРД) с замкнутым, или азимутальным, дрейфом электронов.
Коваленко А.Ю., Коваленко Ю.А. Учет ионизации и рассеяния при моделировании разряда в скрещенных полях // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 11, Стр. 53

Проведен теоретический анализ механизмов взаимодействия пылевых частиц в низкотемпературной плазме в приложении к описанию процесса коагуляции. Показано, что учет одного лишь электростатического взаимодействия между макрочастицами не может объяснить экспериментально наблюдаемую картину явления. Для решения проблемы предлагается теоретическая модель взаимодействия пылевых частиц, учитывающая перераспределение ионных потоков вдоль их поверхности, вызванное наличием электростатического поля, создаваемого соседней частицей. На основе предложенной модели произведен аналитический расчет константы скорости коагуляции пылевых частиц. В рамках построений теории впервые было дано объяснение наблюдаемого в экспериментах порогового характера процесса коагуляции и получена оценка критического размера макрочастиц, после достижения которого становится возможным переход от роста частиц посредством осаждения материала из газовой фазы к процессу их коагуляции. Рассмотрен также вопрос о применимости предложенной модели к количественному описанию динамики обсуждаемого явления.
Олеванов М.А., Манкелевич Ю.А., Рахимова Т.В. Скорость коагуляции пылевых частиц в низкотемпературной плазме // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 10, Стр. 51

С помощью коммерческого CFDRC software (http: //www.cfdrc.com/\thicksimcfdplasma), позволяющего проводить симуляции в произвольной 3D-геометрии с использованием fluid-уравнений для тяжелых компонентов, и решения кинетического уравнения для электронов проведено полномасштабное самосогласованное моделирование плазмы положительного столба разряда постоянного тока в кислороде. Рассмотрены основные закономерности (скейлинги), которым подчиняются пространственные распределения заряженных частиц. Так как в разных областях значений параметров доминируют разные физические процессы, скейлинги эти сильно различаются. При низких давлениях во внутренней области выполняется условие больцмановского распределения не только электронов, но и отрицательных ионов, что приводит к формированию там плоского профиля электронов и параболического --- ионов. В балансе ионов главную роль играют процессы переноса, поэтому учет возможного их нагрева в поле драматически влияет на пространственное распределение заряженных частиц. При повышении давления в балансе отрицательных ионов доминируют объемные процессы и профили концентраций во внутренней области становятся подобными.
Богданов Е.А., Кудрявцев А.А., Цендин Л.Д., Арсланбеков Р.Р., Колобов В.И., Кудрявцев В.В. Соотношения подобия (скейлинги) для пространственных распределений параметров плазмы положительного столба разряда в кислороде // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 9, Стр. 70

Приведены результаты экспериментального исследования анодной области двухкаскадного самостоятельного разряда низкого давления с холодным полым катодом закрытого типа. Установлено, что внешнее продольное магнитное поле способствует генерации плотной анодной плазмы, а поперечное препятствует. Сделан вывод о преобладающей роли плазменно-пучкового механизма генерации плазмы в анодной области разряда. Проведена оптимизация геометрии электродов газоразрядной камеры.
Стогний А.И., Новицкий Н.Н. Плазменно-пучковый механизм генерации анодной плазмы двухкаскадного самостоятельного разряда низкого давления с холодным полым катодом // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 9, Стр. 64

С помощью коммерческого CFDRC software (http://www.cfdrc.com/~cfdplasma), позволяющего проводить симуляции в произвольной 3D геометрии с использованием как fluid уравнений для всех компонентов (fluid model), так и с решением кинетического уравнения для нахождения функции распределения электронов (kinetic model), проведено сопоставление кинетического и fluid расчетов при моделировании плазмы положительного столба разряда постоянного тока в кислороде. Показано, что как в локальном, так и в нелокальном режимах формирования EDF электронов ее немаксвелловость, удовлетворительно учитывается с помощью аппроксимации двумя группами электронов. Это позволяет наиболее просто учесть кинетические эффекты в рамках традиционной fluid модели, используя для этого предложенную двухтемпературную аппроксимацию неравновесной и нелокальной EDF (2 T fluid model).
Богданов Е.А., Кудрявцев А.А., Цендин Л.Д., Арсланбеков Р.Р., Колобов В.И., Кудрявцев В.В. Обоснование двухтемпературной кинетической (2 T fluid) модели с помощью сопоставления кинетического и fluid расчетов при моделировании плазмы положительного столба кислородного разряда постоянного тока // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 8, Стр. 45

Наблюдения, по-видимому, показывают, что в плазме токамаков и Z-пинчей кратковременно могут возникать замкнутые токовые петли (филаменты) из двух противотоков, заполняющих две половины сечения цилиндра плазмы, перпендикулярного основному магнитному полю. Такую плазменную структуру для краткости мы условимся называть \glqq бицилиндром\grqq, и в данной работе показана возможность его фактической устойчивости (назовем ее \glqq квазиустойчивостью\grqq). В Дополнении к работе обсуждается возможный механизм рождения сравнительно недавно открытых на токамаках особых возмущений, называемых \glqq блобами\grqq.
Власов В.П., Трубников Б.А. О квазиустойчивости бицилиндра плазмы // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 7, Стр. 59

Представлены экспериметальные результаты по определению эффективности влияния условий начального участка инжекции на устойчивость сильноточного релятивистского электронного пучка (РЭП), распространяющегося в газовой среде плазмохимического реактора (ПР). Генерируемый ускорителем \glqq Тонус\grqq, РЭП с энергией электронов Ee=1·106 eV, током пучка Ib=10-22·103 A и длительностью импульса t=60·10-9 s инжектировался в заполненный воздухом реактор диаметром 0.1 m. Реактор состоял из двух секций, имеющих соответствующие длины L1=0.3-1.0 m и L2=1.1-2.5 m, при этом общая длина системы не превышала 3.5 m. Первая секция заполнялась воздухом при давлении P1=0.8-1.5 Torr, а давление воздуха во второй секции варьировалось в диапазоне P2=0.1-760 Torr. Регистрация тока сильноточного РЭП (Ib), прошедшего через две секции ПР, осуществлялась секционированным вакуумированным цилиндром Фарадея, а эффективность токопрохождения пучка определялась как отношение Ib/Iinj, где Iinj --- ток пучка, измеренный в месте его инжекции в реактор. Показано, что первая секция реактора, имеющая оптимальные параметры, оказывает стабилизирующее действие на РЭП с плотностью тока до 3·103 A/cm и позволяет достичь эффективной длины второй рабочей секции реактора, заполненной газом при различных давлениях, до L2=25-35· Lbet, где Lbet --- бетатронная длина пучка.
Кондратьев Н.А., Сметанин В.И. Определение эффективности влияния начального участка инжекции на устойчивость сильноточного РЭП, распространяющегося в газовом объеме плазмохимического реактора // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 7, Стр. 55

Представлены экспериментальные результаты по двух импульсной генерации и транспортировке сильноточных релятивистских электронных пучков (РЭП) в газовой среде плазмохимического реактора (ПР). Реализованные на ускорителе \glqq Тонус\grqq модифицированные схемы формирования высоковольтных импульсов позволили осуществить генерацию двух следующих друг за другом сильноточных РЭП длительностью 60· 10-9 s. В первом схемном варианте уровень мощности в импульсах был соответственно 2· 109 и 4-9.6· 109 W при временной паузе между импульсами до 500· 10-9 s. Во втором варианте мощность импульсов соответствовала 1.8· 109 и 1.6· 1010 W, а временная пауза --- 160· 10-6 s. Исследованы транспортные характеристики РЭП при инжекции в ПР, заполненный газовой смесью N2 : O2 и имеющей длину 1.4 m. Проведены измерения проводимости плазмы образованной пучками. Показано, что в сравнении с одноимпульсными режимами генерации сильноточных РЭП равного уровня мощности и длительности предложенные схемы позволяют более эффектривно, на 35--45%, обеспечивать условия сохранения транспортных характеристик РЭП в объеме реактора.
Кондратьев Н.А., Сметанин В.И. Двухимпульсный режим генерации сильноточных релятивистских электронных пучков и их транспортные характеристики в газовой среде плазмохимического реактора // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 7, Стр. 46

Рассмотрен циклотронный дрейф заряженных частиц вдоль границы, разделяющей области с различной величиной ларморовского радиуса. Получено выражение для скорости дрейфа и дрейфового тока вдоль прямолинейной границы, а также выражение для скорости дрейфа вдоль криволинейной границы. Проведены оценки пропорции, в которой дрейфовый ток может делиться по ветвям для разветвленной границы на примере одной из типичных конфигураций.
Дубинова И.Д. Циклотронный дрейф вдоль границы областей с различной величиной ларморовского радиуса // ЖТФ, 2003, том 73, выпуск 5, Стр. 41