РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДРЕЙФА ЭЛЕКТРОНОВ В ГЕЛИИ В ДИАПАЗОНЕ НАПРЯЖЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ 0.001–10000 Тд

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассчитаны кинетические характеристики дрейфа электронов в гелии в широком диапазоне значений приведенной напряженности электрического поля 0.001 < E/N < 10000 Тд. Для случаев слабого и умеренно сильного полей E/N < 100 Тд вычислены скорость дрейфа, эффективная температура, коэффициенты продольной и поперечной диффузии, коэффициент ионизации. Для случаев сильного и сверхсильного полей 100 < E/N < 10000 Тд приведены результаты расчетов для двух моделей ухода электронов из системы: 1) модели лавины с размножением; 2) модели с уходом на стенку самого энергичного электрона в системе при акте ионизации или переходе в режим убегания. Учет появления в системе новых электронов при актах ионизации в условиях стационарного тока позволил включить в рассмотрение уход электронов из системы на стенку с определением ее потенциала и по аналогии с коэффициентом ионизации ввести определение коэффициента убегания электронов. Приведены аналитические аппроксимации скорости дрейфа, средней энергии и коэффициента ионизации в зависимости от приведенной напряженности поля.

Об авторах

С. А Майоров

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mayorov_sa@mail.ru
Москва, Россия

Р. И Голятина

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

Email: mayorov_sa@mail.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Хаксли Л., Кромптон Р. Диффузия и дрейф электронов в газах. М.: Мир, 1977. 672 с.
  2. Dutton J. A Survey of Electron Swarm Data // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1975. V. 4. P. 577.
  3. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат, 1977.
  4. Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982.
  5. Raju G.G. Gaseous Electronics: Theory and Practice. London: Taylor & Francis, 2005.
  6. Smirnov B.M. Atomic Particles and Atom Systems: Data for Properties of Atomic Objects and Processes. 2nd ed. Springer, 2018.
  7. Pancheshnyi S., Biagi S., Bordage M.C., Hagelaar G.J.M., Morgan W.L., Phelps A.V., Pitchford L.C. The LXCat Project: Electron Scattering Cross Sections and Swarm Parameters for Low Temperature Plasma Modeling // Chem. Phys. 2012. V. 398. P. 148.
  8. Carbone E., Graef W., Hagelaar G., Boer D., Hopkins M.M., Stephens J.C., Yee B.T., Pancheshnyi S., van Dijk J., Pitchford L. Data Needs for Modeling Low-temperature Non-equilibrium Plasmas: The LXCat Project, History, Perspectives, and a Tutorial // Atoms. 2021. V. 9. № 1. 16.
  9. Майоров С.А. О распределении электронов по энергии в положительном столбе газового разряда – пара-докс Ленгмюра // Кр. сообщ. по физике. ФИАН. 2013. № 9. С. 22.
  10. Kodanova S.K., Bastikova N.Kh., Ramazanov T.S., Maiorov S.A. Drift of Electrons in Gas in Spatially Inhomoge-neos Periodic Electric Field // Ukrainian J. Phys. 2014. V. 59. № 4. P. 371.
  11. Heer F.J., Jansen R.H.J. Total Cross Sections for Electron Scattering by He // J. Phys. B. Atom. Mol. Phys. 1977. V. 10. P. 3741.
  12. Golyatina R.I., Maiorov S.A. Analytical Cross Section Approximation for Electron Impact Ionization of Alkali and Other Metals, Inert Gases, and Hydrogen Atoms // Atoms. 2021. V. 9. № 4. 90.
  13. Maiorov S.A., Golyatina R.I. Analytical Formulas for Approximating Cross Sections of Electron Collisions with Hy-drogen, Noble Gases, Alkali, and Other Atoms // Atoms. 2022. V. 10. № 3. 93.
  14. Golyatina R.I., Maiorov S.A. Analytical Approximation of Cross Sections of Collisions of Electrons with Inert Gas Atoms // Plasma Phys. Rep. 2022. V. 48. № 2. P. 193.
  15. Майоров С.А., Голятина Р.И., Koданова С.K. О характеристиках диффузии и дрейфа электронов в инертных газах // Успехи прикладной физики. 2024. Т. 12. № 2. С. 124.
  16. Бочков Е.И., Бабич Л.П., Куцык И.М. Зависимость частоты наработки электронов высоких энергий в гелии от модели углового рассеяния электронов // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 10. С. 935.
  17. Бочков Е.И., Бабич Л.П. Параметры лавины электронов в гелии в сильных электрических полях // Физика плазмы. 2022. Т. 48. № 3. С. 276.
  18. Tereshonok D., Chernyshev T., Abramov A.G., Ugryumov A.V. The Comparison of Two-term Boltzmann Approxi-mation and Monte-Carlo Solutions for e ++ Ar0 Plasma // Phys. Scr. 2023. V. 98. № 5. 055602.
  19. Зеленер Б.Б., Зеленер Б.В., Маныкин Э.А., Хихлуха Д.Р. Влияние взаимодействия ридберговских атомов с медленными электронами на их функцию распределения в ультрахолодной плазме // ТВТ. 2012. Т. 50. № 2. С. 179.
  20. Maiorov S.A., Golyatina R.I., Kodanova S.K., Ramazanov T.S. On the Characteristics of Electron Diffusion and Drift in Inert Gases // Plasma Phys. Rep. 2024. V. 50. № 8. P. 1029.
  21. Petrović Z.Lj., Dujko S., Marić D., Malović G., Nikitović Ž., Šašić O., Jovanović J., Stojanović V., Radmi-lović-Rađe-nović M. Measurement and Interpretation of Swarm Parameters and Their Application in Plasma Modelling // Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. 194002.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).