масс-сепарация

МАСС-СЕПАРАЦИЯ в плазме - пространственное разделение тяжёлых частиц с разной массой или зарядом в первоначально однородном плазменном объёме, связанное с процессами ионизации и движением частиц в электрич. и магн. полях, практически всегда присутствующих в плазме. Поэтому M.-с. происходит в той или иной степени во всех плазменных системах. Так, напр., если на стеклянную трубку, содержащую при низком давлении смесь двух газов с разными коэф. ионизации, надеть обмотку, создающую бегущее электрич. поле, то полем будет сильнее увлекаться легкоионизуемая компонента, что приведёт к M.-с.

Сепарация частиц по массам всегда проявляется в плазменных ускорителях. Напр., в ускорителях с замкнутым дрейфом частицы, родившиеся в одной точке и поэтому прошедшие одну и ту же разность потенциалов и пересекшие один и тот же магн. поток, на выходе из ускорителя имеют разные азимутальные скорости (вследствие сохранения обобщённого момента кол-ва движения), что и приводит к сепарации. Чётко проявляется M.-с. тяжёлых ионов (примесей) в замкнутых магнитных ловушках, напр, в токамаках.

Приборы, специально предназначенные для разделения ионов по массам (точнее, по отношению , наз. масс-сепараторами и масс-спектрометрами. M.-с. подробно изучается в "плазменных центрифугах", к-рые представляют собой осесимметричные системы с продольным магн. и радиальным электрич. полями. Центр, электрод такой центрифуги может быть твердотельным или плазменным. Поскольку центрифуговая сепарация аналогична отстаиванию в поле тяжести, она рассчитывается по барометрич. ф-ле, но на практике оказывается существенно меньше из-за разл, рода плазменных колебаний. Большие потенциальные возможности для создания плазменных масс-сепараторов открывает плазмооптика (см. Плазмооптические системы).

К системам M.-с. в плазме может быть отнесён эл--магн. метод разделения изотопов, поскольку объёмный заряд движущихся в магн. поле ионных пучков нейтрализован малоподвижными электронами, и такие пучки являются плазменными образованиями. Этот метод имеет промышленное применение (см. Изотопов разделение), остальные методы M.-с. в плазме находятся в стадии разработки.

Лит.: Морозов А. И.,Лебедев С. В., Плазмооптика, в сб.: Вопросы теории плазмы, под ред. M. А. Леонтовича, в. 8, M., 1974; Тезисы докладов IU Всесоюзной конференции по плазменным ускорителям, Минск, 1976; Иванов А. А., Неравновесная плазма для химии, в кн.: Итоги науки и техники. Сер. Физика плазмы, т. 3, M., 1982; Mирнов С. В., Физические процессы в плазме токамака, M., 1983.

А. И. Морозов.

   <<      Предметный указатель      >>