Плазменно-пучковый разряд - один из видов электрического разряда в газе, в к-ром в межэлектродное
пространство вводится ускоренный электронный пучок и плазма разряда разогревается
гл. обр. за счёт плазменно-пучковой неустойчивости (см. Пучковая неустойчивость ).В
результате развития неустойчивости электронный пучок размывается по скоростям
с уменьшением ср. энергии электронов в пучке и передачей части первонач.
энергии пучка ленгмюровским колебаниям. Затем значит. часть энергии ленгмюровских
колебаний передаётся тепловым электронам плазмы. Разогрев тепловых электронов
происходит за счёт затухания ленгмюровских колебаний при электрон-атомных
и электрон-ионных столкновениях, при рассеянии ленгмюровских колебаний
на тепловых электронах с трансформацией ленгмюровских волн в ионно-звуковые,
при затухании ленгмюровских колебаний в области уменьшающейся концентрации
плазмы и т. д.
Доля
энергии пучка, трансформируемая в энергию ленгмюровских колебаний, зависит
от первонач. разброса скоростей электронов пучка
и от длины L взаимодействия пучка с плазмой. Наиб. значения
реализуются для достаточно размытого пучка
при
Здесь v1 и п1 - скорость и концентрация
электронов в пучке, vт и п - средняя скорость
и концентрация тепловых электронов,
- ленгмюровская частота,
- кулоновский логарифм.
В П--п. р. значительный, а зачастую определяющий
вклад в ионизацию вносят разогретые тепловые электроны плазмы, концентрация
к-рых по мере развития разряда обычно начинает превышать концентрацию электронов
в пучке. На формирование функции распределения тепловых электронов оказывают
влияние упругие и неупругие столкновения, а также ускорение электронов
в электрич. полях ленгмюровских колебаний.
Диапазон токов i и напряжений и в П--п. р. весьма широк: i
(0,1 - 105) А, и(10
- 106) В. В основном П--п. р. изучен в протяжённой геометрии.
Часто в экспериментах для фокусировки пучка использовалось продольное магн.
поле с напряжённостью Н > 103Э. Изучен также маломощный
П--п. р. в узком зазоре, возникающий при наложении импульса напряжения
на кнудсеновскую плазму низковольтной дуги, в к-рой длина свободного
пробега электронов пучка больше разрядного промежутка. Пучок здесь формируется
на катодном падении напряжения.
Для мощных импульсных П--п. р. характерно
возникновение обратного тока, к-рый создаётся образующимися в результате
ионизации газа вторичными электронами. Последние ускоряются под действием
индуцированного олектрич. поля, возникающего при импульсном увеличении
тока разряда. В сильноточном импульсном П--п. р. обратный ток вносит существенный
вклад в полный ток.
Ф. Г. Бакшт, В. Г. Юрьев