Разрежение плазменных сгустков в нейтральном газе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

МШСТЕРСТВО ОСБ1ТН УКРАИШ 1Ш1ВСЫПЙ ЭТГГВЕРС'ЛТЕТ 1!ЯП ТАРАСА ¡¡НИЗКА

РГ6 од 2 7 МОН 1994

11з правах рукшш -1 ¡ШССИ В ¡тал! и ВолодимироЕИч

ГОЖЯ>ЭШ ГШАЕ.'ЮПЯХ 317С1К1В У*'ИЕаТРАЛШ2! ГАЗ 01.04.03 - ф1зкка тя х!м!я шшзнл

АВТОРЕФЕРАТ дасортацП' на здобуття вчепого стушил кандидата ф1зико-метекатичних наук

КИЮ 1994

Робота шжокона d КпТвсъкоиу уШворситот! Im. Тараса Шовчеика.

Нау,;овк£ ucplrauw: доктор ф1зико-математичтпс наук, профосор Чутов D.I.

0ф1ц1йн1 опошнта: доктор ф!зжо-катсматичштх пэук, профосор Ковадзпко В.П.

. доктор ф!зкко-матомат;гшкх наук, профосор Сслсзов I.T.

Пров I дна устажша: Шститут ТооротачлоТ öl вики ЛН oupaVir,;, КиУв.

Захист в1дбудоться 34 р. о год. в

на зас1дапн1 Споц1ал!оованоУ Ради К 063.18.01 в ГлУвському yiiiBopciiTOTl Iwonl Тараса Собчоккп (252127, КиТв - 127, вуд. КоваловсысоУ 1, рад¡оф^гзкчтй? факультет).

О дисертоц!сю (.'озлю озпаЯокйтнсь у <31бл1отоц1 ун1ворситоту.

Автореферат poolpji.- ">

ВчопиЯ сокротар СпоцI ал IзоваиоY Рада

- з -

АятуальпАсть роботя»

ППТЕПЛЯ про розширшшя ШШЗМОВИХ ЗГУСТК!В у вскуум '111 и 1|1ШГ, серодови^о 'с одним п фундамэнталишх питшп. физики плаами. ПрактзгпгаЯ lirrepsc до иього викликпний попгарсп1стю цього .'п.чца ь прзтрод!, зокрома в космос!, а також використаншш в

piciiOMaiiiTmra тохп Iw.ix пристроях. Проноси, цо гНдОут . •/ при впасмодГ/ лазорпого випром1шпвапня а рочопиною i по дальня:».; розширениям створепо'1 плазш широко застосовуютьея в мас--спсктроскоп! Y, для задач лазерно" обройки матор ! ал]» та створопнл лазерного роактивного даигуиа, прл досл1дз:еш1 napxnlx napln аткосфери, створош! потуяни* дазср1в. Для пирЕтГ'Ошгя цих задач пооСх!дпо знати осповп! оокопом!рност! ропшироштя плазмл, часто Оувас потрЮпа доталыю ¡пформацКс про просторовий рпапод1л паршотр!» (папршелад в задачах папилошя reman лл1вок).

Згусток плаоми, що розвпрюеться у вакуум чи в iinao сородошщо, характеризуетесл еоликоз к1льк!стя олсмонтарних прсцос!в, сильном вплпвом на процос розаетршшя самоуогодаоиого олоктричиого поля, колоктмвшши офоктами. Цо ¡стотно в!лр!пняп розгагоозшя сгустка .плазш в!д роэиирозпш сгустка нейтрального газу, роб;;т! uiKnuns досл!дл)пня плозмовзп nrycTidn, що рооипртаоться, з науковоУ течки сору.

Досл1дас1ппо датам 1ки оаЕжвнх згустк1в присвячоио г5агато роб!т. Сл1д опуполита, цо окешркмопталыга досл1да:сппя дапого питания уехдаднопо рядом обставит стр1кк!стю пронесу розширтшл. иолпми розм!раш сб'скта (при фскусувапн! лазорпого ввпромИГОПаШМ на поверхшо початков! розм!ри згустка часто складаюп. дооятп? иИсрон), а в астроф!з;гших явипзх п1ддздоп1стп оО'скто доел 1 г.г-:ет]т . Расом з щм стсладШсть матсматзгпптх aaiccnin, ш описумть липам h:

ЗГУСТКа, 110 Д03В0ЛПС npODOCTI! П0СШ1Й i Т0Ч1Г.Ш ТеоротИЧ "4.1 Г.ППЛК1

- А -

цього явжца. 3 ц I с У точки аору ду:по ц1к<"вим уявлястъся метод чисслыюго МОДОЛЮВаИПЯ.

В1дом1 а л!торатурп теоротичн! та чисольн! робота стосуються в основному розшироппя плазы.? в вакуум. Цо питапня вивчене широко ! досить детально, прпсвячонI Кому робота охошалоть строку область параметр!в плозии. Результата досл!даэпь розашрэшш плазми в затоплогай прост1р, зозсрема в нойтрзлыгай газ, подан! в л1торатур! знатно С!дн!ие. П роботах, цо прпсвячон! цьсму питшпго, розглядоеться одаб!льиого плазма в т!Я облает! пара\штр!в, до тоилопров!дп!сть но в!д!грас 1стотпоУ рол!, а розпшронпя з дояти и л по6л»експплм мокло вважата ад!абатич1шм. б реалышх сятуац!ях часто Оувао шобх!дна 1пформаи!я про дщпаНку розшироння в!дносно розр1да:оноТ гаюзми о !стотною олоктролпою топлопров1до1стю, про впляв густели нейтрального газу па динам 1ку розшронпя то онвргетику згустка. В дйягатх вппадках вазигавимя факторами стаеть процоси взпеюпроптшетш плазмл ! нейтрального газу та розд!лу заряд!в на транши рухомоу плазш.

Йота робота.

• Мотоа робота е члеельло кодолввапня обмозяпих шшзмових згустк!в р!зноУ гсомотр!У, цо роэиирюються, досл!дког?дя вплшзу нейтрального газу, цо; оточус згу сток, та складу плазми па процос розы-лро;шя.

Осповп! результата роОоти.

1. Розроолоно ф!зпчпу модель розпиронип згустка плазми, що враховус самоузгодаош олоктрнчно поло, ролаксац1ю еиоргГ! ттрл пруагатх з1пяю1шях чаепшок та взасшо ои!пк>7шя- ксглпопонт гередовища. Вкзначоно область короктлост! ф!зичпоТ молол I. V ЫдпогЛдпост! з ф!зичною моделлзв розроблепо мотематичну та дискретну модол! задач I. В дискрета!й модол! використан! !шив!дуалиП

просторов! о i toi для ploma компонент ссрздсвикп, ¡'.vi здатл! попето» змЩуватасп.

2. Створен! програьпг чкссдтлюго роста'лису задач про рог.шнрот:.! згусткз одпокомпоноптпоУ гаюзш г. иойтрильиий ran багатокомпоиоптпоУ гглазми у вакуум, 130 дозволяить poiïpaдсíiv просторово-часов! розпсд;ли Ндродапгил'чпга хпрпктсргспя: при pin:u¡>: початкоглх умовах. Программ дозволяить занксувптн результат;! розрахунку на мага Ith i iroclï ¡иформпцГГ з нотой понсвлоиня розрахунку зоо Ух подошло? сброОки на ЕОГЛ.

3. Просо депо аизл!з охолодкяпип электрон!» при розипдог.г. ! пбможе.гах гаюзмових orycncln planoï геометр^ в пейтрллыпт'', гпз. Показало, що температура олсг.тротп'в на початг.огмх о тал:« розшнрйипя, як i у гагппдку розвптрошш плаоми в паку.vm. експотгонц!й1Ю зад,этап;. в!д часу. СборшгаЯ хорпктпрплй час охологдапня олситргшИг ъ зооилчпн!;} облает ¡ параиотр!ь л in titilo адлогят» п!д логарифму г,vc um нейтрального газу, обпрнонсго тточаткосого pooMípy та rooiwipi'i згустка. Побудовано в!дпов!дну наблияену залс:ш!сть.

4. Проолал i зовано втрати топловоУ enopriï елзкгрстМв на прнскорэння та пагрЧв icniii ¡ атом I в. Показано, ¡до plwiicn. початковлх густин плазшт та газу е оттмальною умопою для перэтьорегая тепловоУ onopriY електроп!в в onopri» нейтрального газу.

5. На основ! результат 1в чисолышх розрахункШ проведено mraic розлъотиого розпаду плазки в центр! обмаженого плазмового згусткз Показаго, що залеьчНсть оборпеноУ концянтрац! У зарядвдпнх чястктюк в центр! плазмового згустка, ес розкиржсться в пеЯтр^льшгЗ газ в!д часу, лк I у хатадау резпзрелля в вакуум, мае степопоЕКй характер. Cxspzuic- уТОЧНОГО» итчатл »»)<ttiw.riii äroticnl. Проспи i чепан ' оп-ик ;]г;':г;т;;г:шгс параметр)!-- пл-эпмя» геомогрî7 пгуспсп та почиткаглУ

- в -

густини газу на ¡птоисивт'сть розльотпого розпаду плазми. Побудовано наблизкену заложи!сть. -

6. Цроводоно аппл!з процесу взаемопропигашппя плазми та нейтрального газу, що в¡дбувасться при розширенп1 'обмекопого плазмового згустка в нойтральпнй газ. При цьому в явпому вигляд! враховапо елоктричне поло, то випикае при порушенн! кваз!нейтралшост! на границ1 згустка. Показано, що розм!ри облает! зм!шувашш плазми та газу, почипаючи з пеыого момонту часу зм!ниоться л!п!йно. Проапал1зоваио залекп^сть евидоост! росту облает! зм!шувшшя в!д початкових параметр!в плззг.я, геометр П' згустка та початковоТ густини газу. Побудован! набхлжеи! залехноет!.

Показало, що заложи!сть частки загальпого числа 1оп1в, що потрапили до облает!' зм!шування В1Д початковоТ густили нейтрального газу мае немонотмший характер. Максимум ШеТ залежпост! мае м!сце у випадау р}впост! початкових густгат плазми та газу.

7. Показано, що розширення багатокомпоиентноТ плазми у вакуум характеризуемся випнютопням платопод!бних областой на просюрових рбзпод!лах паро;;отр!в логких компонент. Зазпачен1 облает! розтаиован! поблизу фронт ¡в важкпх компонент плазми.

Осповп! полевения, що взноситься из загист.

1. Наявп!сть й^йтралшого газу навколо згустка плазми, що розиирюсться, 1 стотно внливае па темп охолодкення електрон!в згустка. При зб!льшонп! початковоТ густини нейтрального газу теш охолодаепня елоктрон!в спов!лънюеться внасл!док спов!лънення самого розширонпя, на дивлячись па додаткову роботу над нейтральном газом. Характерней час охолодаедая електрон!в також зб!лъшус?ься при зб1льшонн! початкового розм!ру згустка та зростшш1 часу олоктрон-ЮнноТ ролакеац!Т. Елоктрони в плоскому згустку охолодеуеться пов!льп1'ше. н!х в сферичному.

-72. 1нтепсивн!сть, розльотного розпаду плазми. що в1дбувосться при розширепп! обмоштх пяаздапих згуста¡в до приходу в центр ЗЕоротлоТ ударноУ хвил!, п1двлаусться при ашшвня! початнового розм!ру згустка та зб1льшеет1 початковоТ густили нейтрально'.'' 1 -пу, що оточус згусток. Розльотний розпад сферичного згустка в1дб,'. .<;'■ ся швлдае, н!ж плоского. В раз! прлсутност! док ¡лигах сорт!в /в у плазм!, розльотний розпад вагатх сорт!в прискорюсться при зб!льшенн! частки легких !оп!в.

3. В процос I розшренпя шшзмсвлх згустк!в у нойтральнлй газ вшикае область зм!шувапня юизш та нейтрального газу, розм!р якоГ яочипаотп з долгого моменту часу зроотае за законом, близким до л !п!йного. 1нтенсивп!сть зм!шувапня 1оп!в з нэйтролыгоми отомсти* заложить в!д початковоТ густпнп нейтрального газу пемопотонпо, ! досягае максимуму, коли початкова густота плазш приблизно дор!впле початков1й гуспгп! нейтрального газу.

4. При розширошН згустк!в багатокомпонентноУ плазми у вакуум на просторовпх розпод!лах параметр !в лопан сорт !в 1он1в виникпють облает! з пульошил град}ентом (облает! "плато"). Вшткнотш цих областей, лк! розташовуються поблизу фронт1в вамсих компонент плазма, е результатом взаемозм!щення компонент плазш I подальшн Тх перерозпод(лом п!д д!ею самоузгодкепого елактргечного поля.

Паукова нов1тн1сть робота.

В дпсертац!йп1й робот! отэряэ':

- проводэно кокп'эторио модолизэппя розсироппя згустка плазш у нейтральпий газ па основ! орлПпалъноТ модэл1, ио враховус самоузгоджене едоктричпе поло, високу елентрошу тешюпров1дт-сть. ролаксац]ю еперПТ при пруяпих зIткпеппях частипок та взаскно пропякпення плазмп I газу. Вязпэчоно область параметр 1в систоми до ця модель с корвктпоп.

ripir подолшанп! пронесу росширошш згусгка плоски в пг.йтра.шп;:! ran, для газпэтшшя ¡мнульсу, що породаеться в!д руходах !ол1в атомам, використон i сили тортя. Для реал!зац!У мояливост! вгасшого змНч.онля р!знкх кемпоиопт середошица побудован; i п давi дуальн i просторовi о ! ткп.

про1ШйЛ|'зовано дтаок.'ку облает! пьп'шуванпя плазма I газу, цо упгдахться па границ! плазми при VY росипрзпп! в нейтр^ыШ газ. /.lias Jo проведено з урэхуватмм порушнпя квазиюйурзлыюст!, цо в)дбуиастьсл на границi ллазми загляни тепловому р.уху слвктроШв.

• одорааШ залоягост! характерного часу о'ододаитя елсктрон!в, poov. ipic облает i зм!кусания пл aoi.r.i i нейтрального газу та концдитрани ioixiB у цмггр! планового эгустка, г,о розгшрясться в гь-,1 газ в!д початч'отгах параметров raiaswt, густпга газу та

госметр) Y згустка. Залоапост? onncaui иаблжхпниш формула!.«. Екзптгшгй д!опазон параметр¡в, до матов ¡¿¡сцо зазначон! аалсшюст I.

па основ! апал!зу розулътот'гв члсслъпого ь;одолвваътш роззирош:я згу сто 1 в багатскомпог.оятноУ плазмя у вак;:уы, вшишзи! ::лп7опоД|'би1 сблг.ст!, цо еигошовть па просторовпх розпод!лах гусппм, тистсу, потоки¡аду та in. побллзу фронт! в nonlJibinix кодаюнолт плаг;«и.

Практична ц1ш!рть результатов робота.

1. Створон! программ, що дозволяить провоста чисел!.;1 > ДЭСЛНДТЛтШ розиирелня згустгЛв однокошонеитпоУ плазми в пойтральтшй газ та багатокомпопептшУ плазми у вакуум пр;т ncix почлгкових параиотрах згустка, ео зпахолятъея в меа;г.? облаетi кс-ртктшпт! розроблоноУ ф!зкчноУ модсл!.

Г,. Прп::ллсл;г8 ппол 1 а ояолоджонпя &локтрон1в в плп: любом:, uryr.rr.y, nr. розгарлси.сл в поВтряльпиА газ дозво.'.нс ороб.ттп ^uim::, 1\к;ктр:.!т;'::Т th-t^j .vnq« то !н:;;«х еп».рготг«п;х хпрпкк.] b-vtv.k

-з-

ллэзглових об»спт¡в п подюякх лабораториях тп приролпях у;мгпл.

3. Одоркапо пабяиЕОп! сапогпост!, со дозеолярт. c:Uhí7b кошонтрац1а зорядеопих частгаток в центр! плапмового згупткл т" розм'фл обдаст! оа!адваиия luaowa i тазу у п1дков1ягате ирзродтоз г» лабораториях умсвах.

,^npo3aqin результат!-) роботн.

îiaTopiajni ргб1т, яа основ I шшх шшсаш дктертг,ц|п. денеп*дались па XVIII -ra XX М1гзшродта. коиззорэпиях я гггг.п ■■ îonioenanux rasax (Яудапоит, 1935 та Л!~п, 1991 ), на 71 та YT ' '■ Всоссюзатос коп?оропц}ях з ф!опки гостысотекторатурпс. у пгк.<а <Лои!пград» 1983 та 4>псыс, 1931 ) нп VI Всосоълща иотГзрстг-И? г. ПЛ-ВМСПКХ ПрИСЯГОГППОЧ'Г! ТП ¡ОТ1ЯИХ ilKOltTOpln ГДП;ГГр')ШТр!ПП ч,

198G). гш Всосокх. лому ccMtnnpI з прог<яок фГпшо-nw« л ! i» . Moxauîal суциышх соргдогга; (Татария, , 1932). па Пг-ом : - ; т Г ; ~ иаухооо- тсхгЧчпШ копфорспцП Толь-^отг.сляте.ль'тсго cKcncpra»:»:?!» пссл>довзп:т Фязпко-гокпчосгагх процессов" Г?вапо-Фриш:înnw<, îO",v'>. по всосовзпШ копфоротИТ "Ф!з;псл в yïtpnïïTj** ПСиУв, 1Г:?•"») vî< рсспубл 1яшсмс 1й 1й когфоропц! V -шомагол'лгс! i

зособи ютигадатшя ¡н&ордатикп у тохтичтгеглу вуз!" íKni'n, ЮГ)!).

По мотор J ало:.; дпсорт.-uîï опублИсопапо 11 poöiT 11 -10,74).

Структура та об'ей дасертвцП.

ÄTcnpTCüUii спладасться !з вступу. тоста розд!х'и„ ло/шку *ч п !ДСУМ!С|С, so ВИ1СЛиден1 ПО ÍC1 гторнщ! друксВ'ШОГО ТОКСТУ. Fo.¡r-, bmIegm 31 рисунок та нерол!к лруповопих partir, на як! рс \'*<тг;уи ттосилаптти. Горел iu г.ютчас п собо "Я рсботи в ¡ гагшшигх -г заруб ¡атс;х ■iniopin.

КсрсткяЛ аи1ст .аясортапИ.

в ппряому ponjijií зребшю -,гдяд л1Т15р.пури г'О T-'-Mi л'сег-г-лл-! :, лз i.cpu-n:-.» рг.зглянут! роботи. ндосья-юи i ро:!Слр!>г:ш r.vmnnc :•!

: ~10~

плазмових згустк¡в. Розшироння плазмових згустк1в мае ряд осабливостей в пор!юяш11 з розжирошшм згустк!">. газу. Для Ух виявлоипя при чисельнсму моделюванп! нэобх!дпо враховувати характерн! для плазма ссобливост! (самоузгодаеш олоктричио поло, р!зпу для олектрон!в та ¡он!в тошюпров!дп1сть, пепружц! з1ткненпя та ¡н.). Оск!лцш одпочаско Тх врахування дужо складна, автори використовують рГзн! паближш! кодол/, цс е корактшши для пенно V облает! параметр1в плазми.

НаЯб!льш явно шлив самоузгодоеного елокиричпого поля та колоктивпих сфокт1в виявляеться при розширшт! розр!дшноУ плазми. Пптанпя про динам1ку згустка плазми як з великою початковою густипов, так ! в(дпосно розр{дкакоУ було ран ¡из широко дссл (давно для влпадку в!льпого розшироппя. НаявпЮть нейтрального газу павколо дгустка плазми, безпэречпо вносить в процес розшярення своТ особЛивост!. 3 л!торатури в!дом! робота, до досл!дауеться розвпрошя згустк!в плазми в)дносно великоУ густили в пзйтральпий газ. Показано, що пейтрапышй газ затрямуе процос розширштг. Просторовий розпод!л г!дродинаы1чзтих параметр!» в плазм! I газ! !стотио нооднор/дний, гоноруються пряма I зворотна ударп! хвил!.

Питания про розширошя в пойтральний газ згустк !в в!диосно розр!даоноУ плазмя з впеокою елохтропною топлопров!дн!стю, до початку наших роб 1т практично не розглядалсся. Апал!зу цього питашл присьячопз дксертпцШш робота. '

В другому розд!л! розглядаеться методика досл1даань, що булг влкористана в дисертац!йп!й робот! для модолювання розпшранш) плазмових згустк!в у пойтралышй газ. Цей розд!л складаеться з опису ф!зичноУ модол1 задач!, матеыатичноУ модел!, мотоду чисельногс розв'язку та програш розрахутсу.

Ф!зпчпа модель розглядае оСмохений згусток пови!стю (он!зовапоУ

ллаз;.я, що оточениЯ однор1даим пейтрзлыгам газом. Плазма I газ в ц!лому перухом!. Температура электретов ¡стотао перевищус температуру !он!в -I температуру нейтрального газу. Внвсл!док просторового розд!лу олоктроп!в та !он!в па границ! плазми випякае електричне поле, . яке з часом обушвлюе розширення плазмового згустка. Шд час з!ткпень ¡они передать св!й ¡мпульс атомам, в результат! чого нейтрэлышй газ таков почиппс рухптися. В процос! роззжроппя згустка пери$ер!йп! ¡опи прспикактъ в пейтралышй газ, а атоки газу - в плазму, со обумовлое отворотил облает! порем¡иувапня пейтральних ! зарадаопих частзтаск на границ1 згустка.

В ф!зичп!Й кодол! враховано гдеоку олоктрспну тэплопров!дн!сть та релоксац!» еперг 17 при пруотих з!ткпеппях частипок р!з:тх сорт!в. Шлязом пор1ппяняя характерная час!з визпачона область параметр^ плазмя, де пепруги! з1ткиеппя частинок но мають псм!тного еплкву яа процес розтарення, а олектропа . збзр!гант1 р!БН0вагпу фуикц1в розпод1лу. В ц!й облает! пзрамотр!в пчазми ф!зячна модель с коректпои.

Матоматична кодоль базусться на г!д£~дттам!ч1шх р!штшпх для плазми■1 нейтрального газу, що с моментами 1нтогрувашя к!потичпого р!вняпяя Еольцмапа. Для визпачеппя взаемод!" м!з плазмою та газом в рIвляттпл руху введен! .сиял тертя. Р!впшшя бгтляпсу оперт1!V ,м!стять члени, що враховують релаксац!ю енерг!Т при ьруипге а 1ткпоннях частинок р!зних ссрт!в. ГгЬтенц1ал сомоузгсджзного олпктричного поля влзпачався з р!внянпя Пуассона. Для влзначппнл кыщептрэц* V р!шоважних електрсн!в шкористовувалось сн!вв!дношеппя Больнмана.

Для побудовл даскретпоТ мододI використзпо метод ск!нчошпгх р!зпиць. При цьому для плаз?,га I газу будупплися дв! позолоти просторов! лаграпхов! с!ткп, со могли взаемпо зм!щуватися. 3 нотою п¡движения ст!йкост! розрахунк!в в систему даскротзгах 'р!вняль

уьсдено ытучиу л'язки:ть. Систома з р1шяняя Пуассона га сШвШднсвдиня Кольи/лада лИюаризува.мся шходом 1торац1й Н'ютопа, а пот I» ропв'язуяапасл методом мзтритиоУ проголки. Be i liral р1вшшня снэтомн рэза'язуьаппся ямкш чипом.

nporpawa чисслышх розрахупк!в написана на алгоритм !чн!й моз! FORTRAN. Прох'рана дозволяс провесы чисэльн! розрахунки розкирвшш згустка пласма в нейтральней газ при в с !х початкоаих параметрах сгустки, щз заг-ходяться в taaíi* ооласт! короктностi розроблоно'! ф1з,.гшо1' модел!. ПеродОпчепо запкс результат Ir, розрахунк!в на MoutiTHf нос IT ¡ «формат У s мэтоз Ух подальшоУ обробки на ЕОМ обо оро1Г/ШМНШ1 розрахуш;!г>.

Трот ¡а. роад!л по-.чиаеться з аиал10у загалыюУ картуш; pr.;wi.ipi.i!íií¡. D результат! вазеиэдП шюзыобого згустка з нейтральны, газом, а остатшому ьипякас ударна хвкля. lía границ1 огустк' йоступопо в!дбугтст1.си взашопроглшюшя i он ¡в та ütoiíIo. B¡ траплЩ ;.о цлдтру згустка руздеп ся хпиля розр!да»дшю, яка вшииш ¡очст5;1 см 1пв коицеитрац17 п&рапштх часгжюк. В розуяьтаг i;pv!CKopo::H¿i ionio та створ.'шия ударноУ xi.iuii п газ! охоктронк плаз« итг.пздягь толлову. смрг I» (охдщвдшгься), щ.' обушыюп ачэнаепв ловлого таску в плазм! шо до приходу ;<вил! розр!да;э:пш. П1сля того лк хвяля розр!даозтя досягос центра згустка, концентрации толиорзтурп ¡он!я » ¡штралги'й частая! згу/ггка лочинаать ивидга наг,«™, в результат! чого та;« створксться в1дносно однор!дна облает) люського теку I «Горыустьсл "одоротил" ударно хшлл. ао ионе рухатией до шатру плаошяюго згустно.

Б цьому х роз.Шл! проьндщю Ш!0л1з «холода." шя Moicrponin при роааирч ni ойдажлшх агуоткto плагин п пойгралыпгё гло. Покязгшо, то О процоо! /)ЯЯ!]»Ш!Л ч-сплоиа оноргЫ tWKTponln птоотасрг/стьсл в т,:-л.л.'ву ciicpri» I cuopi'ln ианраитеного pyxy п.?агл;л та пяйтрашгог«

— -f 3 —

rû'jy. yiüll 1CTL II04aTK0DHX густтэт 1Шй"!лЛ та ПйЙТрОЛЫГОГО глзу с олта5.шшз» у?'осо:о для горотаороння тогоговоУ еиорг 17 влпктрояШ п . опоргЧч нейтрального газу. ПоЯудовапо наблгаону зпле:ш!сть характерного часу охолодаэнпя олзктроп1в т0 в!д початттг-лх параметр!в с:;сто:ш та rocwoiplï плазмового згустка, що мае пзстугп'г.тй внгляд:

1/10 ж 1/тс + (v»1).t0.31/ro - 0.07.1п(пЯо/п1о)/г0].ауЛа Тут - характерна час едектрон-ioimoT рэлаксацП"; rQ - початковкй розм !р плазмовего згустка; nao' nio~ почапсов ! гу стали нейтрального газу 1 плазки в!дпов!дно;

(Aj, \d - початков! зпачешш Юнно-яллзмовоУ частота то дебаТп-

оъкого рад!уса окранувапня в!дпов!дно; V - показшж геомотрП' згу с тал (v = 0 для .плоского пару, 1 для цлл Шдрнчного та 2 для сфэрпчпого згуспи'в).

В четвертому розд!л! досл!дзуеться резльотннй розппд шюгми, що в1дбувастьсп пр-т розяирош! обмзконих пласмояих згустк!в. 1Гроа;шл1зовопо дгазгНку копциггрсц!У зарлдхспих частаюк в центр! згусткп. Показано, г,о ко1щоптрэц1я в nonipl па протяэ1 полного часу залпасться стзлоп, ко поз'язапе !з стМпчоппм часом руху хпил! розр!джошт до центру згустка, пот1м шитое швпд.о зношупатися ! зроптоэ, в дея:спх вгпадках. мэ-:о стрпбксм зростати. Остите спасться прлходсм в центр сгустка "зворотпо'/" удораоУ хвпл), яка Гор^усться в розултат! 1ототпого смсшяпня гаску в цоптр! снстгоя. Гсбудовапо наблетпу ззлэкп!сть ¿сслцонтрпцГ/ зорядясних чост:шок в ;сптрздьп!й частпн! згустка по п!д чвсу, яка па протяз! порлого тапу роззяреппя (тобто, до пр-^ходу в цзнтр сгустка внутр!стлУ дэрпоУ хвпл!) мае стенепоштй характер, прзчему псказник стопепя ;;значасться т!лькп гесмотр!си скстсмя:

1/п = А +

С

- -

.2+1 .з.у)

е-г

Тут А та са - константа, що виззтчаються початзювою густиж» нейтрального газу та часом елоктрон-ЮгаюУ релш:сац!Т.

Проалал 130В0П0 залоги1 сть Штепсивност! розльссного рознад.1 пласми в/д початкових параыэтр/в та роом!ру штзмового згустка в!д густили нейтрального газу. Зокрома показано, що а01лыпошп початзсовоТ ■ густишз нейтрального газу прискорюс розльотзгой розпа; плазш на першому отап! розширенпя, ало змопауе Гого тривал!сть.

П'ятий розд!л приевячопо спал1оу облает! взаемопрозззззшыззи плазш I газу, що кока мати мIсцо при(розшпреот1 сгустк!в плазми 1 нейтрал!,ш:й таз. В ц1й облает!, до прксутн! як зарядами, так иойтральнI чаерппш, моаливо визгагазеппя пових офокт!в, пр;1 щш? вазишву роль часто в!д!граеть розм!ри облает!. Проводопо анал!: динам1ки облает! зм!шуваншз, одорвана паблзгсона залошз1сть V рош,: 1р1в в!д часу, початкових параметр!в плазмл, гоометрП' згустш та початковоУ густизш газу. Показано, що почкнаючи с дош;ого мамонт?' часу, область з;.11иух*азшя зростас з чесом практично л!н1Шю. Ц« св1дчцгь, що взасмспрошкнення !оп!в та атсм!в. Шдкорг.стьсз дафуз I Иному наблшйшю тКшси па самих початкових отапах рооэнрэшш, Досл1даопо зало:я 1еть частзет загальпого числа !оп!о, гаг) потрать» до облает! згЛпуванззя в!д початкових парааотр!в систем. Показазю, що частка загальпого числа |сп!в, ;п; I потрапили до облает пм1иуваппя, мае найсЛлиао значопня, коли початкова густизю плазм дор!внюе ло«я»- овШ густзпз! ноЯтралыюго газу.

. в шостому роздШ анал1зуються результата чисслыта. розрахунк!; проносу розаяропня бзготокомпононтноТ плазмл у вакуум. Розшпрозш, огустк!в СагатококшононтноТ плазыи уявллсться ц1кавпм з точкп оор р!зз1сыап!тзглх практпчнта застоеувазш. Зозгрема, як дхороло ванш

ionin для прискорювач!в мозо бута втсорястапо плазма, що створюсться при спромиисвапп! твердях рочовни надпотужпшп лазарпат 1мпульслкп. Така плазиа виИдус lorn plsinix мае I заряд !в. Рссшпропттл баготокомпопоптноГ плаз!п1 ■ п!др1зплсться в!д ропширошя одпоиотяюптйоУ насямпсрол г.гогияпМста р!зпсго прлскоренпя р!згагх сорт In loir Id.

В робот! розглшуто нотодшеу чисолывпс досл1дг:о1П» дипамипт бзгатоткетопептпо! плаз?,я, подано систолу р!г,пянъ. Провпдопо «пп.п!з вплкву гаиалу плазмового сгустка по пропое Яого рсзЕПтроння. Ecxprjjn показало, збЬпъзспня чаеткл ваглтх компопопт в плазм! обумоплпе спсв!лъншшя охолодаогая олоктрон!п при розег.гронл! згустка. Показано такоп:, по пэчаткоий склад пласкя 1стотпо вплтгвас но VT розльопг.тЯ розпод. Особливо цо стосусться ввмпгх кошопопт плозии. Вилшюно, ш 5 результат! naacHocMiconnn пот.гпоиспт згустка, гасо в!дбуваетьсл п троцос! розпитротшл, на простсровпх розпод!лах параметр!в лопглх сомпопснт ипшкамть облает! пулъового град!ситу (облает! "плато"), п:1 з часом зростають.

ПублИсгцП по yr.'íi длсортац1Ппо! роботп

1. Chuto7 Tn.I., Kravchenlío A.Yu., Pikozh V.V. Coillolonleso expansion of two component' plasma cloucto Into a vacuin // Contr. pap. XVIII Int. Con!. Plion. Ionis. Gazes.-- Budapest, 1935.-- P. 823 831 .

2. Чутсв B.K., Кравченко A.n., Пякож B.B. Распиропио в вакуум • сгустков ипогококпопонтиой плазии // Труда IV Всос. конф. по плазм. ускорителям и иошшм тшжторам.- Днепропетровск,

Q, 'ч 13

!. Тутов П. it., Кравченко A.n.. Пжоя В.Г». „ Яровалов A.n.

^¿¿стслзгоеятплыюс ра^лгротте слоя двухзарядпсЯ плазми в

во "у"/ // Тругм VIII Всос. кспф. по физ. пиг.котокп.

- 1С - .

шт:>ш.~ Минск, 19Э1.- С. 357-359.

4. Чутоп D.H., Кравченко АЛО., nacos D.B. Рамапшй распад ¡ плазм // Труди VI Всес. кокф. га Сдз. икзкотсмп. плазм;.-Лсшшград, 1S33.- Т. 1.- С. 407-409.

5. Яутов H.H., Кровчопко A.B., ItsKOii E.B. рес^рошо в вакуум ограпичогшой плазыд // В сб.: йкзи.'.о-техиачсскко нробло:.;:) 1£ГДЗС. - Ы., 1985.- Ч. 2.- С. 165-163.

Б. Cliutov Yu.'í., Drovalyov АЛ., Kravcliertfco A.Yu., FlUoah V.Y. E.'olution oí electron energy distribution Xunction üurlns expansion oí colllaionleas plasma Into a vacuna // C'ont.

■ papers XX ICPIG.- Pisa, 19Э1P. 401-485.

7. Чу i ob Ю.И., Кравчешсо А.Ю., Ítaíoi: D.D. Росшпреппз плазгашпгх сгустков в пэйтрадышй гоз // Сиз. плаи,;и.--1990.'- Т. 16, ВШ. 2.- С. 137-202.

8. Чутсв В.И., Кравченко А.Ю., Шкок В.В. Pacu*pom?o сгустка плазмы в нейтральном газа // Вич. s; прккл. ыатсн,- 19Ь0,-БШ1. 72.- С. 31-37.

S. Чутов D.I.. 'ко- В. В. Модолкзошя; задач па ЕОМ // в об.: Автсматсзовап 1^Басоби Егашадашш ¡пфор.'.атакл у тохк1чно;;у вуз1: Тоз'и доп. - КкУв; 1991.- С. 20-21.

10. Чутсв D.H., Кравчепко A.D., Пшсо:; В.В. Образования ВорттлоГ. полот при взаклодойствш плазш с поПтралыш-л газош // В

■ сб.: Плазыэшшо преобразоватолл яшрппг.- Кпов, 1931.- С. 7-9.

.i, Pllíoch Y.V. The ехрл,-...: .. oí Xlnlto plasma clots Into л су tral gas // Cont. pap. Int. Cor. f. Píiyaico in mtralnü.-Plarcra ГЯув.-- Kiev. 1993.- P. 182 - 185.