плазменно-пучковый разряд

ПЛАЗМЕННО-ПУЧКОВЫЙ РАЗРЯД - один из видов электрического разряда в газе, в к-ром в межэлектродное пространство вводится ускоренный электронный пучок и плазма разряда разогревается гл. обр. за счёт плазменно-пучковой неустойчивости (см. Пучковая неустойчивость ).В результате развития неустойчивости электронный пучок размывается по скоростям с уменьшением ср. энергии электронов в пучке и передачей части первонач. энергии пучка ленгмюровским колебаниям. Затем значит. часть энергии ленгмюровских колебаний передаётся тепловым электронам плазмы. Разогрев тепловых электронов происходит за счёт затухания ленгмюровских колебаний при электрон-атомных и электрон-ионных столкновениях, при рассеянии ленгмюровских колебаний на тепловых электронах с трансформацией ленгмюровских волн в ионно-звуковые, при затухании ленгмюровских колебаний в области уменьшающейся концентрации плазмы и т. д.
Доля энергии пучка, трансформируемая в энергию ленгмюровских колебаний, зависит от первонач. разброса скоростей электронов пучка и от длины L взаимодействия пучка с плазмой. Наиб. значения реализуются для достаточно размытого пучка при Здесь v₁ и п₁ - скорость и концентрация электронов в пучке, v_т и п - средняя скорость и концентрация тепловых электронов, - ленгмюровская частота, - кулоновский логарифм.
В П--п. р. значительный, а зачастую определяющий вклад в ионизацию вносят разогретые тепловые электроны плазмы, концентрация к-рых по мере развития разряда обычно начинает превышать концентрацию электронов в пучке. На формирование ф-ции распределения тепловых электронов оказывают влияние упругие и неупругие столкновения, а также ускорение электронов в электрич. полях ленгмюровских колебаний.
Диапазон токов i и напряжений и в П--п. р. весьма широк: i (0,1 - 10⁵) А, и(10 - 10⁶) В. В основном П--п. р. изучен в протяжённой геометрии. Часто в экспериментах для фокусировки пучка использовалось продольное магн. поле с напряжённостью Н > 10³Э. Изучен также маломощный П--п. р. в узком зазоре, возникающий при наложении импульса напряжения на кнудсеновскую плазму низковольтной дуги, в к-рой длина свободного пробега электронов пучка больше разрядного промежутка. Пучок здесь формируется на катодном падении напряжения.
Для мощных импульсных П--п. р. характерно возникновение обратного тока, к-рый создаётся образующимися в результате ионизации газа вторичными электронами. Последние ускоряются под действием индуцированного олектрич. поля, возникающего при импульсном увеличении тока разряда. В сильноточном импульсном П--п. р. обратный ток вносит существенный вклад в полный ток.-

Лит.: Кингсеп С. С. и др., Механизм ионизации газа сильноточным пучком электронов, "ЖЭТФ", 1972, т. 63, с. 2132; Лебедев П. М. и др., Теория плазменно-пучкового разряда, "Физика плазмы", 1976, т. 2, с. 407; Иванов А. А., Соболева Т. К., Юшманов П. Н., Перспективы использования плазменно-пучкового разряда в плазмохимии, "Физика плазмы", 1977, т. 3, с. 152; Бакшт Ф. Г. и др., Математическое моделирование процессов в низковольтном плазменно-пучковом разряде, М., 1990.

Ф. Г. Бакшт, В. Г. Юрьев.