Теоретично досліджено взаємодію електронних потоків з електромагнітними хвилями у напіпровідникових хвилевідних структурах круглого та прямокутного поперечних перерізів. Дослідження проведено з урахуванням дисипативних ефектів у напівровіднику під час відсутності та за умов зовнішнього постійного магнітного поля. Визначено ефективність пучково-плазмової взаємодії у розглянутих напівпровідникових хвилевідних структурах і з'ясовано вплив параметрів системи на ефективність взаємодії. Одержано нову інформацію про особливості взаємодії електронних потоків з власними хвилями напівпровідникових хвилевідних структур, що може бути використана в сучасній радіофізиці під час створення експериментальних зразків плазмових підсилювачів і генераторів. Розроблено практичні рекомендації для експериментального дослідження взаємодії електронних потоків з електромагнітними хвилями у напівпровідникових хвилевідних структурах.

Розвинуто кінетичну теорію хвиль у беззіткненій плазмі таких 2D систем, як токамаки (з великим і малим аспектним відношенням; з коловим, еліптичним і D-подібним перерізом концентричних магнітних поверхонь, з рівновагою за Соловйовим), магнітосфера Землі, магнітосферна плазма за лабораторних умов, циліндричні пробкотрони. Одержано та проаналізовано основний внесок пролітних і запертих частинок в елементи поздовжньої та поперечних хвиль у зазначених моделях плазми. Досліджено вплив баунас-резонаторів на дисперсійні характеристики альфвенівських і магнітозвукових хвиль у рівноважній тороїдній, циліндричній і магнітосферній плазмах. Одержано дисперсійні співвідношення для хвиль у 2D магнітосферній плазмі з анізотропною температурою. Досліджено нестійкість іонно-циклотронних хвиль у водневій плазмі поблизу геостаціонарних орбіт магнітосфери Землі. Доведено, що інкремент цієї нестійкості у 2D магнітосфері значно менше відповідного інкремента в 1D моделях плазми у прямому магнітному полі.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено питання фізики процесів взаємодії потоків заряджених частинок і електромагнітних полів з шарами просторового заряду в газорозрядних пучково-плазмових системах. Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень механізмів утворення, структури, стійкості та динаміки поверхневих і об'ємних шарів просторового заряду, які дозволили встановити нові фізичні закономірності в процесах генерації, прискорення та транспортування пучків заряджених частинок, розробити методи локальної зміни параметрів шарів для керування іонізаційними процесами та характеристиками біполярного руху потоків заряджених частинок. Результати досліджень сприяють підвищенню ефективності газорозрядних пучково-плазмових систем і можуть використовуватися для розробки сучасного вакуумно-плазмового технологічного обладнання.

Проаналізовано вплив зіткнень між компонентами слабко іонізованої плазми на процеси заряджання та екранування макрочастинок. Запропоновано новий підхід до моделювання вказаних процесів, який грунтується на числовому розв'язку системи кінетичних рівнянь Власова із модельними інтегралами зіткнень. Одержано залежності заряду частинок різних розмірів від частоти зіткнень іон-нейтрал. З’ясовано, що в зіткневій плазмі електричний потенціал частинки завжди має асимптотичну поведінку кулонівського типу. Охарактеризовано вплив зіткнень іон-нейтрал на іонну силу опору, яка діє на частинку, що рухається. Показано, що іонна сила опору змінює напрям у разі зменшення довжини вільного пробігу іонів. Визначено залежність іонної сили опору від швидкості руху частинки в гідродинамічному режимі.

Проведено дослідження зі створення густої багатокомпонентної газометалевої плазми імпульсного відбивного розряду. Реалізовано авторську схему введення металевої робочої речовини та створення газометалевої плазми. Визначено час утворення та існування плазми, максимальну густину та відносний вміст газової та металевої компонент плазми, радіальні профілі густини плазми та канали втрат частиноку процесі розпаду плазми. Обгрунтовано елементний і зарядовий склад плазми, що утворюється в імпульсному відбивному розряді. Встановлено відмінність кутових швидкостей обертання плазмових шарів різної густини.

Досліджено основні закономірності збудження кільватерних полів у плазмі резонансними та нерезонансними послідовностями релятивістських електронних згустків та окремим щільним згустком релятивістських електронів. Методом числового моделювання проаналізовано умови досягнення максимальної амплітуди кільватерної хвилі, збудженої довгою послідовністю релятивістських електронних згустків малої густини, у резонансному випадку, коли частота входження згустків співпадає з плазмовою частотою. Вперше запропоновано механізм резонансного збудження кільватерної хвилі у плазмі нерезонансною послідовністю релятивістських електронних згустків з урахуванням їх радіальної динаміки у випадку, коли частота входження згустків є більшою за плазмову частоту. Методом числового моделювання проведено дослідження збудження кільватерного поля у плазмі нерезонансною послідовністю релятивістських електронних згустків у випадку, коли частота входження згустків є меншою за плазмову частоту. Проведено числове моделювання властивостей і збудження кільватерної порожнини електронів плазми щільним коротким згустком релятивістських електронів. Вперше знайдено умови однорідного радіального фокусування, як уздовж кожного згустку, так і вздовж усієї послідовності електронних згустків у зонах їх розташування плазмовими кільватерними полями.

Вперше на основі числового моделювання методом частинок у комірках показано, що під дією високочастотного поля, збуджуваного модульованим електронним пучком, за характерний час іонних коливань в області локального плазмового резонансу (ОЛПР) неоднорідної плазми виникає локальний мінімум густини плазми, оточений двома локальними максимумами; форма ямки густини пояснюється деталями просторового розподілу інтенсивності початково збудженого пучком високочастотного електричного поля. З'ясовано, що нелінійна деформація профілю концентрації неоднорідної плазми в ОЛПР призводить до різкого зменшення ефективності збудження ленгмюрівських хвиль модульованим електронним пучком. Показано, що в плазмі з гарячими електронами від ямки густини, утвореної в ОЛПР під дією модульованого електронного пучка, в обидва боки розбігаються іонно-звукові імпульси. Показано, що в ізотермічній плазмі краї ямки густини плазми, утвореної в початкові моменти часу, пізніше деформуються таким чином, що на місці початкової ОЛПР формується розмитий стрибок концентрації плазми, який поступово рухається в бік щільної плазми зі швидкістю порядку теплової швидкості іонів.

Наведено результати експериментальних досліджень впливу початкових і граничних умов у розрядах, що пінчуються, на особливості динаміки компресійних плазмових потоків та формування області компресії при використанні робочих газів різних мас та їх сумішей в магнітоплазмовому компресорі (МПК). Досліджено формування щільних приповерхневих шарів плазми при взаємодії потужних плазмових компресійних потоків із поверхнями деяких матеріалів. Зокрема, розвинуто спектроскопічні методи аналізу параметрів компресійної плазми різних сортів іонів у плазмових системах типу плазмовий фокус (ПФ) та МПК, вивчено динаміку щільної замагніченої плазми при використанні в якості робочих газів азоту, гелію, ксенону, аргону, дейтерію та сумішей газів різної атомної маси. Проведено аналіз умов подібності розвитку розряду й особливостей компресії плазми різних сортів іонів. За допомогою спектроскопічних вимірювань визначено оптимальні початкові умови, особливості напуску газу та інші характеристики розряду для досягнення максимальних параметрів плазми й інтенсивності випромінювання у вибраному діапазоні довжин хвиль і енергій.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.2,022 + Д232.2

Рубрики:

Фізичні властивості плазми

Атмосферний і космічний пил, аерозолі та інші зависі (колоїдні суміші) в атмосфері

Шифр НБУВ: ДС50904 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив перехідного шару скінченої товщини на межі слабо іонізованої неізотермічної плазми на фізичні явища, що відбуваються в цьому шарі між плазмою та стінкою. Визначено загасання електромагнітної хвилі при її косому падінні з діелектрика на поверхню, що межує з плазмою, і поверхневої електромагнітної хвилі внаслідок поглинання енергії цих хвиль електронами плазми, що взаємодіють з нормальною до поверхні розділу складовою електричного поля цих хвиль в перехідному шарі. Знайдено залежності комплексної частоти об'ємних іонно-звукових коливань як функції хвильового вектора в локальному наближенні для неоднорідних рівноважних параметрів плазми. Проведено оцінки впливу випрямленого зондом потенціалу високочастотних хвиль, які збуджуються рамковою антеною, випрямленого потенціалу антени, який виникає при подачі на неї високочастотної напруги та пондеромоторної сили Міллера на результати вимірювань потенціалу ленгмюрівським зондом. З застосуванням оригінального чисельного алгоритму, розробленого в дисертації, проведено оцінки ефекту в'язкості іонів в рівнянні руху іонів і отримано розподіли параметрів плазми з урахуванням в'язкості іонів в квазінейтральному наближенні.

Досліджено нелінійні когерентні структури в середовищах з дисперсією та нелінійністю. Розроблено солітонну теорію збурень, що ґрунтується на методі зворотньої задачі розсіювання, для фізичних задач, які приводять до дефокусуючого нелінійного рівняння Шредингера (НРШ), деривативного НРШ та модифікованого НРШ. Знайдено одновимірні та багатовимірні солітонні та вихорові структури на верхньогібридній, іонно-циклотронній та дрейфових гілках коливань плазми, в плазмі з електронним пучком, в Бозе-Ейнштейнівських конденсатах та знайдено умови стійкості цих структур. Передбачено існування азимутонних структур, які є проміжними між мультисолітонами та вихорами та досліджено їх стійкість. Досліджено векторні стани солітон-азимутон та азимутон-азимутон.