о вращении газа в бегущих стратах в продольном магнитном поле

XXXVI Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 9 – 13 февраля 2009 г.
О ВРАЩЕНИИ ГАЗА В БЕГУЩИХ СТРАТАХ В ПРОДОЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
Н.В. Ненова, А.В. Недоспасов
Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН), Моcква, РФ,
e-mail: a-nedospasov@yandex.ru
В стратах модуляция электронной температуры вдоль разряда сочетается с радиальным
градиентом плотности плазмы, определяемым диффузией. В положительном столбе со
стратами к основному току разряда добавляется осесимметричная циркуляция радиального и
продольного токов, обусловленная неколлинеарностью градиентов электронной
концентрации и их температуры [1,2]. Распределение этих токов находится из уравнения
движения электронов и ионов при rotE=0:
(1)
be n  Te  rotj .
Здесь be  e0 e / me - подвижность электронов. В докладе приведены результаты расчета
скорости вращения газа в бегущих стратах в продольном магнитном поле. Радиальный
профиль концентрации плазмы принимается в виде n(r )  n0 J 0 (r / a) (а - радиус трубки,
  2,4 - первый корень функции Беселя J0). В движущихся стратах продольная волна
концентрации и температуры электронов записывается в виде
~
n( z )  n  n~ exp( ikz  it ) ; Te  T0  Te exp( ikz  it ) .
(2)
Из (1) и (2) получено уравнение для радиальной компоненты тока в единицах плотности тока
~
j0  be n0T / a . В продольном магнитном поле напряженности В существует волна вращения
газа вокруг продольной оси, которую можно записать в виде
v  v0 (r ) exp( ikz  it )
Характерное значение амплитуды v выражается через параметры разряда следующей
зависимостью
~
v ~ ak (e e )(n0 / na )( k /  )(Te / ma ) ,
(3)
где  e - циклотронная частота электронов; n a , ma – концентрация и масса атомов основного
газа соответственно. В формуле (3) пренебреженно влиянием вязкости газа, что справедливо
для бегущих страт в инертных газах. В докладе приведены оценки скорости вращения газа в
бегущих стратах в неоне. Например, при давлении неона 0.4 Торр, токе разряда 0.2 A,
напряженности магнитного поля 800 Гс, радиусе трубки 1.1 см., скорость вращения порядка
25-30 см/с. Обсуждается возможность измерения скорости вращения газа в бегущих стратах
с помощью плазменно-пылевых структур [3].
Литература
[1]. Цендин Л.Д., ЖТФ, 1970, 40, 1600
[2]. Цендин Л.Д. Дис. д-ра физ.–мат. наук, Л.,1981
[3]. Karasev V. Yu., Dzllieva E.S., Ivanov Yu.et al., Phys. Rev. E, 2006, 74, 066403
1