Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
б гд — дебаевского радиуса экранирования) и скорость электрич. дрейфа параллельна єн, то П. п. создают те электроны, к-рые «пронизывают» дебаевский слой и диффузно рассеиваются непосредственно иа поверхности. Это имеет место, капр,, в осесимметричных системах с внешними (полоидальиыми) магн. и электрич. полями.
Возникновение «диффузной» П. п. можио рассмотреть иа простой модели (рис. 1, а): плоская поверхность (у — 0), дебаевский слой пренебрежимо тонок, магн. поле H однородно и перпендикулярно поверхности, а электрич. поле E в объёме плазмы параллельно
/отр(* ,*)=$ ?/отр(*'. , *).
Здесь /отр s VrJ(v, X) — распределение до скоростям потока частиц, идущих от стенки, vn — нормальная составляющая скорости, х — координата точкй; на поверхности объёма, к — оператор «переноса» частнц от одной точки (х) к другой (х') (в известных 'E,- H полях ои определяется из решения ур-ния Власова), § — оператор рассеяния частиц Иа поверхности, д — плотность эмиссии (поглощения) электронов.
Проводимость,- очень напоминающая пристеночную, может наблюдаться и на ионах, ’если повторная ионизация нейтрального атома, ,возникшего при по ti А дакни иона на стенки, происходит Ba расстояниях меньше ларморовского радиуса.
Рвеї. 1. Схема взаимодействия электронов с поверхностью: а.Th токовые слои в идеализированной модели рассеяния моно-№ергетических электронов стенкой (кривая со Стрелками — проекции траектории движения електрона, отражённого стенкой, на плоскость ху); б распределение пристеночного тока ,5 при наличии разброса скоростей электронов.
поверхности и направлено вдоль осе х. Электроны три падении на стейку полностью териют скорость. Возвращаясь в объём, они разгоняются в дебаевском слое ,(скачок потенциала 1/а) и приобретают скорость
Vl е UaIme. Двигаясь далее с такой скоростью в йбъёмных электрич. и магн. полях, электроны иачнна-‘ЮТ выписывать циклоиду вдоль осей z п х, смещаясь со -ЩКоробтью V0v вдоль магн. поля. Проекция этого дви-Игенин на плоскость ух имеет вид, приведённый на ^tfC. 1: объём Капала разбивается на систему плоскопа-ОДМельиых п слоёв с чередующимся противоположным ¦«правлением движения электронов. При этом толщина -#ЙЬкдого Слоя h = VoyTh/2 — VoyJi/(он (Th — период лар~ jtMbpoBCKoro вращения). Если в канале укладывается цейсе Число слоёв, то переносимый ток будет равен либо йулю (число олоёв чётное), либо будет максимальным (ври иечётиом числе слоёв). Отнесённый K 1 CM ДЛИНЫ йдоль оси z он равен
1 Jм&нс~еп J vxdy= IvoyTime / #2 ~ пЕ!Нг.
D
'Поскольку S реальных условиях отражённые электроны Be имеют одинаковых скоростей, плоскопараллельные 'Cftob имеют разную толщйиу и вследствие этого раэно-вкоростные электроны, находящиеся на одном расстои-"Ікиіг от стенки, будут иметь разное направление дви-Ткейпя. В результате в плазменном канале оказывают-¦«р Чётко выраженными 2—3 осцилляции (около стеиок), а остальные затухают при удалении от них (рис. 1, б). lb Пристеночна и проводимость с «квазиэеркальным»
ГЬсеяинен реализуется На шероховатой Поверхности
> Гд) или на глаДКой Поверхности, если скорость дДОфа ей не параллельна. Зеркальное отражение Мёптрона от дебаевскоґо сКачка потенциала приводит •ft вменению дрейфовой скорости. В этом Случае (в от-лЛЙе от диффузного) в П. п. втягиваются все электро-tJtor; достигающие дебаевсного елея вне зависимости от ¦Що, рассеются они на самой поверхности или нет.
“Перенос электронов путём рассеяния на стенках являемся своеобразным обобщением кнудсеновского течения газа в трубах (см.- Динамика разреженных газов). Гришине состоит в том, что электрон находится в эл.-ЙагЙ.' полях и поэтому между столкноаеииямн двигает-“fcit йе но прямой, а по сложной Траектории. Кроме того, йнудсеновском Течении каждая частица сталкивается Co стенкой, тогда как в плазменном объёме может *ЧУуіцЄствовать группа электронов, К-рая вообще не достичь# Стенок, т. к. заперта в объёме полями. Ур-ние для ОДВДп распределения электронов, рассеиваемых при отсутствии столкновений в объёме, име-
^ Ьид:
Рис. 2. Распределение плотности продольного электронного тока i«(r) по радиусу в канале ускорителя с замкнутым дрейфом WiBKTp о нов на расстоянии 13 Mft от анода (внутренний радиус канала г = 20 йм, вНешйий —36 мм).
¦ !2.8
.
28 24 28, 3, .. 38
Аналогом П. появляется т. д. статический с*ин-вффект, к-рый наблюдается в охлаждённых до гелиевых темп-p металлах, находящихся во внеш. і магн. поле. - : ,
Явление П. п. было предскааацо А. И. Морозовым и обнаружено экспериментально на плазменном ускорителе с замкнутым дрейфом электронов* Он представ-лиет собой цйлиндрич. капал, перпендикулярно стейкам к-рого создаётся ивазирадиальное магн. поле, а вдоль снстемм между анодом и катодом приложено продольное эяеитрич. поле. Уснорнтель работал яд Xe и имел характерные параметры; Ямакс < 200 Э, ^r0 — = 200 В, ne < IOla см-», Te « 20 эВ, па~ 10«см"3 при расстоянии иежду стенками 16 мм я длине канала 40 мм. Радиальное распределение продольного электронного тока, полученное с помощью зонда, имело осциллирующую структуру ,(рис. 2).
