Неідеальна плазма - Велика Енциклопедія Нафти та Газа
Неідеальна плазма
Неідеальна плазма характеризується значним внеском ефектів міжчасткової взаємодії – неідеальності. При малих щільностях низькотемпературна частково іонізована плазма може розглядатися як суміш ідеальних газів електронів, іонів та нейтральних атомів. Частинки рухаються з тепловими швидкостями, лише зрідка стикаючись одна з одною. При підвищенні щільності середні відстані між частинками зменшуються і дедалі більше частки починають проводити, взаємодіючи друг з одним. У цьому зростає середня енергія взаємодії між частками. Коли середня енергія міжчасткової взаємодії виявляється порівнянною з характерною кінетичною енергією теплового руху, плазма стає неідеальною. Властивості такої плазми перестають описуватись простими співвідношеннями теорії ідеальних газів та плазми і стають вельми незвичайними. [1]
Неідеальна плазма визначає роботу імпульсних термоядерних реакторів з інерційним утриманням гарячої плазми, потужних вибухомагнітних та магнітогідродинамічних генераторів, енергоустановок та ракетних двигунів з газофазними ядерними реакторами, плазмохімічних та НВЧ-реакторів, плазмотронів та потужних джерел. [2]
Неідеальна плазма з суто кулонівським взаємодією між частинками (повністю іонізована) реально не існує. У такій плазмі з великою швидкістю відбувається рекомбінація іонів та електронів з характерними часами значно меншою від атомних. [3]
Неідеальна плазма є незручним об'єктом для чистої теорії, оскільки сильна міжчасткова взаємодія ускладнює застосування традиційних методів теоретичної фізики. Тому прогрес у розумінні та описі фізики тадинаміки неідеальної плазми став можливим лише після появи експериментальних відомостей, для отримання яких розроблено нетрадиційну техніку генерації та діагностики. У нашій книзі ми прагнули витримати природні пропорції між теорією та експериментом, приділяючи головну увагу фізичним результатам. Цим, як здається, дана робота відрізняється від наявних - втім, нечисленних - узагальнюючих робіт у цій галузі. [4]
Неідеальна плазма утворюється при потужних електричних розрядах у рідинах та твердих середовищах, та її властивості визначають динаміку руху ударних хвиль. Вони виникають при електричних вибухах тонких зволікань у конденсованих середовищах, при електричному пробої рідких та твердих діелектриків. В основі роботи цих установок лежить використання високовольтного розряду рідини як процесу швидкого перетворення енергії конденсаторної батареї в механічну роботу. Тривалість розряду 10 – 5 – 10 – 4 с, щільність енергії 1014 – 1015 Дж – м – 3, температура 104 – 105 К, тиск у каналі розряду до 1 ТПа. У умовах властивості неідеальної плазми, особливо її коефіцієнта електропровідності, впливають як у процес утворення струмопровідного каналу, і його розширення, на генерацію ударних хвиль. [6]
Неідеальна плазма займає надзвичайно широку область у реальній p - V-діаграмі станів речовин (рис. 3.1), безпосередньо примикаючи і фактично вторгаючись в область конденсованого стану [1, 7], де фізичний опис вкрай утруднений, оскільки визначається конкретними електронними спектрами атомів і молекул. Тому пріоритет тут належить експериментальним, і насамперед динамічним [2-6] методам, що дозволили виконати витончені виміри термодинамічних, оптичних та електрофізичних властивостейконденсованої речовини до тисків близько 105 МПа. [7]
У неідеальній плазмі кореляція впливає розподіл полів. Сильне межионное відштовхування перешкоджає зближенню іонів, зменшуючи цим ймовірність появи сильних полів. [9]
У неідеальній плазмі (рис. 4 б) значення енергії, при якій відбувається перетин кривих 1 і 2, не залежить від значення J, а в ідеальній плазмі точність визначення точки перетину кривих 1 і 2 мало істотна, тому що щілина в цьому випадку не утворюється . [11]
У неідеальній плазмі для застосування виразу (219) використовують одночасткове наближення незалежних частинок у самоузгодженому сферичному осередковому потенціалі. [12]
У неідеальній плазмі взаємодія грає визначальну роль. [13]
Теоретично неідеальної плазми використовується поняття фізичної та хімічної моделей. Фізичній моделі відповідають ефективні парні потенціали, хімічною – ефективний парний псевдопотенціал. [14]
Хімічна модель неідеальної плазми складного складу// Докл. [15]