Parametric analysis of plasmochemical processes in electrodeless HFI and SHF discharges in iodine vapor

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this paper, parametric studies of kinetic processes of electrodeless high-frequency induction (HFI) and superhigh-frequency (SHF) discharges in plasma in iodine have been carried out within the framework of a global model. The dynamics of the formation of the component composition of the plasma has been obtained for different modes. It is shown that at small times an ion-ion plasma is formed, and at times from a few fractions to units of milliseconds the transition from ion-ion to electron-ion plasma occurs. The model made it possible to determine the most optimal modes of iodine plasma generation in modern electric rocket engines.

About the authors

A. A. Saifutdinova

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev – KAI

Author for correspondence.
Email: aliya_2007@list.ru
Russian Federation, Kazan

A. A. Makushev

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev – KAI

Email: aliya_2007@list.ru
Russian Federation, Kazan

S. S. Sysoyev

St. Petersburg State University

Email: aliya_2007@list.ru
Russian Federation, St. Petersburg

A. I. Saifutdinov

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev – KAI

Email: as.uav@bk.ru
Russian Federation, Kazan

References

  1. Levchenko I. et al. // Applied Physics Reviews. 2018. V. 5. №. 1.
  2. Kopacz J.tR., Herschitz R., Roney J. //Acta Astronautica. 2020. V. 170. P. 93–105.
  3. Levchenko I. et al. // Nature communications. 2018. V. 9. №. 1. P. 879.
  4. Han A., Meng T., Jia S., Tong Y., Ning Z. // Vacuum. 2024. V. 221. P. 112867.
  5. Yu D. et al. // Plasma Sources Science and Technology. 2017. V. 26. №. 4. P. 04LT02.
  6. Tverdokhlebov O., Semenkin A. // 37th Joint propulsion conference and exhibit. 37th Joint propulsion conference and exhibit. 2001. P. 3350.
  7. Szabo J., Pote B., Paintal S., Robin M., Hiller A., Branam R.D., Huffman R.E. // Journal of Propulsion and Power. – 2012. V. 28. №. 4. P. 848–857.
  8. Dietz P., Becker F., Keil K., Holste K., Klar P.J. // 36th International Electric Propulsion Conference, Vienna, Austria. 2019.
  9. Performance of an iodine-fueled radio-frequency ion-thruster //The European Physical Journal D. 2018. V. 72. P. 1–7.
  10. Martinez J.M., Rafalskyi D., Zorzoli Rossi E., Aanesland A. An off-axis iodine propulsion system for the robusta-3A mission. 2020.
  11. Marmuse F., Lucken R., Drag C., Booth J.–P., Bourdon A., Chabert P., Aanesland A. // 36th International Electric Propulsion Conference (IEPC 2019). 2019.
  12. Yang J., Jia S., Zhang Z., Zhang X., Jin T., Li L., Cai Y., Cai J. // Plasma Science and Technology. 2020. V. 22. №. 9. P. 094006.
  13. Niu X., Li X., Liu H., Yu D. // The European Physical Journal D. 2019. V. 73. P. 1–8.
  14. Mazouffre S. //Plasma Sources Science and Technology. 2016. V. 25. №. 3. P. 033002.
  15. Saifutdinova A.A. et al. //IEEE Transactions on Plasma Science. 2022. V. 50. №. 4. P. 1144–1156.
  16. Saifutdinov A.I., Kustova E.V. // Journal of Applied Physics. 2021. V. 129. №. 2.
  17. Saifutdinov A., Timerkaev B. // Nanomaterials. 2023. V. 13. №. 13. P. 1966.
  18. Saifutdinov A.I. // Plasma Sources Science and Technology. 2022. V. 31. №. 9. P. 094008.
  19. Grondein P. et al. //Physics of Plasmas. 2016. V. 23. №. 3.
  20. Levko D., Raja L.L. // Journal of Applied Physics. 2021. V. 130. №. 17.
  21. Ambalampitiya H.B., Hamilt K.R., Zatsarinny O., Bartschat K., Turner M.A., Dzarasova A., Tennyson J. // Atoms. 2021. Т. 9. №. 4. С. 103.
  22. Kramida A., Ralchenko Y., Reader J., Team N.A. NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.9), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg. MD. 2021. https://physics.nist.gov/asd
  23. Greaves C. //Journal of Electronics and Control. 1964. V. 17. P. 171–180.
  24. Yeung T.H. Y. Sayers J. // Proceedings of the Physical Society. Section B. 1957. V. 70. P. 663.
  25. Saifutdinov A.I. et al. //High Energy Chemistry. 2023. V. 57. №. 1. P. 35–52.
  26. Kemaneci E., Carbone E., Booth J.P., Graef W., van Dijk J., Kroesen G. // Plasma Sources Science and Technology. 2014. V. 23. №. 4. P. 045002.
  27. Tejero-del-Caz A. et al. // Plasma Sources Science and Technology. 2019. Т. 28. №. 4. С. 043001.
  28. Chabert P., Braithwaite N. Physics of radio-frequency plasmas. Cambridge University Press, 2011. P. 385.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».