| Название: | Использование магнитного поля для управления тонкими плазменными струями, получаемыми с помощью капиллярного разряда |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 08 |
| Научная дисциплина: | 02-620 Физика низкотемпературной плазмы |
| Ключевые слова: | капиллярный разряд, плазменная струя, магнитное поле, взаимодействие микрочастиц с поверхностью |
| Время действия проекта: | 2013 - 201 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Кузнецов,ВИ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 13-08-00149 |
| Финансирование 2013 г.: | 800000 |
| Исполнители: |
Бабанин,ВИ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Герасименко,АБ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Колышкин,ИН: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Симонов,ПБ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Эндер,АЯ: лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
Эндер,ИА : лаб. физической газодинамики (Попова,ПА)
|
Проект направлен на изучение механизма воздействия магнитного поля на структуру тока в плазменных образованиях, создаваемых с помощью разряда в капилляре с испаряющимися стенками, и возможности использования этого эффекта для ряда приложений. Предполагается также исследовать возможность захвата струей микрочастиц и взаимодействие разогнанных микрочастиц с преградами. С помощью эрозионного капиллярного разряда при определенном подборе параметров внешней цепи удается сформировать плазменную струю, которая вылетает из капилляра в окружающий газ в виде тонкой спицы, состоящей из плотного керна с диаметром, примерно совпадающим с диаметром капилляра, окруженного светящимся облаком плазмы (шубой). Струя остается узкой при движении в газе и имеет высокую концентрацию энергии. Природа таких плазменных образований и причина их устойчивости до сих пор не выяснены. В ходе работы по предыдущему гранту РФФИ нами было доказано, что ток в плазменной струе имеет коаксиальную структуру: идет по керну в одном направлении, а по окружающей его плазме - в противоположном. Такой ток должен создавать собственное магнитное поле, силовые линии которого являются окружностями, лежащими в плоскости, перпендикулярной оси струи. Поэтому можно ожидать, что, прикладывая перпендикулярное внешнее магнитное поле с индукцией порядка собственного поля струи, на некоторых участках удастся скомпенсировать поле струи, и тем самым воздействовать на динамику струи. В экспериментах нами было действительно обнаружено такое влияние. Внешнее поле приводило к укорачиванию струи. Однако, увеличивая энерговклад в разряд, мы добивались восстановления длины струи, т.е. заставляли струю преодолевать область, где имеется внешнее магнитное поле. Мы обнаружили, что магнитное поле приводит к возникновению неустойчивости. Эта неустойчивость наблюдается на осциллограммах напряжения в виде нелинейных колебаний релаксационного типа с периодом порядка (20-200)мкс. По-видимому, на участках, где собственное магнитное поле струи полностью компенсируется внешним полем, происходит замыкание тока с керна на шубу. Это отражается на свечении струи, наблюдаются колебания оптического излучения струи. Мы собираемся изучать временные характеристики оптического излучения от локальных участков струи. Кроме того, представляет самостоятельный интерес транспортировка вещества в виде пылинок с помощью плазменной струи. В ходе работ по проекту будет изучено 1) взаимодействие плазменной струи с магнитным полем, что важно, например, для решения проблемы ввода вещества в термоядерных установках; 2) взаимодействие твердых частиц с поверхностью различных материалов, что представляет определенный прикладной интерес.
