Под "пылевой плазмой" понимают плазму, содержащую наряду с обычным мик- рочастицами (атомами, молекулами, ионами и электронами), также макрочастицы — пылинки, капли и т. п. В настоящее время в основном рассматриваются "пылинки" 7.7. Пылевая плазма 413 Рис. 7.6.10. Фотографии эрозии центрального электрода КПУ-1 в зависимости от его поляр- ности: а — анод, б — катод, в — катодные дорожки на протравленной поверхности электрода (увеличение 60х), г — эрозионная структура анода в области проплавленной дорожки (увели- чение 130х) размером ~ A-10) мкм. В буквальных обозначениях "область основных интересов" сегодня выглядит так b<^rd<^ld, ld~^—. G.7.1) Здесь rid — концентрация макрочастиц, Ъ — ее радиус, го — дебаевский радиус собственно плазмы. Чаще всего в теории предполагается — а в эксперименте создаются, макрочасти- цы сферической формы. Ниже газообразную компоненту плазмы мы будем называть "фоновой плазмой". "Фоновая плазма" создается традиционным средствами: прямыми разрядами (дуговыми, тлеющими), ВЧ-разрядами того или иного типа, ультрафио- летовым облучением и т.п. Если пылинки не эмитируют электроны, а температура 414 Гл. 7. Взаимодействие плазмы с поверхностями твёрдых тел электронов мала к <?*, G.7.2) т. е. меньше первого порога размножения при вторичной электронной эмиссии, то пылинка заряжается отрицательно, причём в типичных условиях ее заряд q = Zde~(\03-\04)e. G.7.3) Здесь е — элементарный заряд. Ясно, что появление таких гигантов в обычной (фоновой) плазме существенно сказывается на ее свойствах. Очевидно, пылевую плазму можно рассматривать как своеобразную разновид- ность трансформирующейся плазмы, о которой речь шла в предыдущей главе. Впервые о плазме с пылью, по видимому, сказал в 1920-х годах все тот же И. Ленгмюр. Однако серьезный интерес к запыленной плазме начал расти с 60-х годов в связи с МГД-генераторами, работавшими на продуктах сгорания твёрдых топлив. Несколько позднее проблемой пыли в плазме — причём в чисто утилитарном плане, стали заниматься в конце 60-х-начале 70-х годов в связи с развитием технологии плазменного напыления. Однако объектом интенсивных научных иссле- дований пылевая плазма стала только во второй половине 80-х годов. В нашей стране ведущую роль в изучении пылевой плазмы играет коллектив В. Е. Фортова. Существенный вклад в разработку теории этих систем внёс В. Н. Цытович. Пылинки, о которых идет речь, могут быть занесены извне, но они могут и спонтанно возникать в объёме в результате конденсации частиц фоновой плазмы. Пыль весьма распространена в Космосе. Солнечная система, скорее всего, также сформировалась из пылевого облака, и это типично для эволюции звездных систем. При этом, благодаря излучению центрального скопления, пыль в существенной степени была ионизована. Пыль появляется и вокруг космических аппаратов, и она также ионизуется под действием Солнца, его излучения и солнечного ветра. Нет сомнений, что физика пылевой плазмы сегодня находится в младенческом возрасте: ее интенсивное и плодотворное развитие в будущем неизбежно.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Пылевая плазма» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
