ON THE STABILITY FEATURES OF STATIONARY STATES IN A PLASMA DIODE WITH A REACTIVE EXTERNAL CIRCUIT

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The feasibility of developing an alternating current generator based on a plasma diode is being explored. Under certain conditions, in a collisionless regime, electron instability can arise in such a diode, leading to an abrupt breakdown of the current flowing through the inter-electrode gap. Technically, a generator utilizing this effect can be implemented by connecting the electrodes through an inductive element. To determine the optimal operating conditions of the generator, it is crucial to first investigate the effect of the external circuit with an inductive element on the stability of the diode’s stationary states. This study theoretically examines the problem for both over-neutralized and under-neutralized regimes. Dispersion equations are derived for both cases. It is established that the presence of external inductance shifts the instability threshold, lowering it below the Pierce threshold. In this scenario, oscillatory instability develops instead of aperiodic one. The ranges of inductance values that allow the instability to develop are also determined.

About the authors

V. I. Kuznetsov

Ioffe Institute

Email: victor.kuznetsov@mail.ioffe.ru
St. Petersburg, 194021 Russia

A. B. Gerasimenko

Ioffe Institute

Email: gerasimenko.alexander@gmail.com
St. Petersburg, 194021 Russia

M. A. Zakharov

Ioffe Institute

Email: max.zaharov@mail.ioffe.ru
St. Petersburg, 194021 Russia

References

  1. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. // ЖТФ. 1977. Т. 47. С. 2237.
  2. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. // ЖТФ. 1981. Т. 51. С. 2250.
  3. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. // ЖТФ. 1983. Т. 53. С. 2329.
  4. Бабанин В.И., Колышкин И.Н., Кузнецов В.И., Мустафаев А.С., Ситнов В.И., Эндер А.Я. // ЖТФ. 1982. Т. 52. С. 1304.
  5. Гвердцители И.Г., Караханов В.Я., Каширский Е.А., Кучеров Р.Я., Оганезов З.А. // ЖТФ. 1972. Т. 42. С. 103.
  6. Chakrabarti N., Kuznetsov V.I., Pramanik S. // Phys. Plasmas. 2015. V. 22. P. 082103.
  7. Kuznetsov V.I., Chakrabarti N., Gerasimenko A.B., Pramanik S. // Phys. Plasmas. 2017. V. 24. P. 023107.
  8. Pramanik S., Кузнецов В.И., Chakrabarti N. // ЖТФ. 2019. Т. 89. С. 1535.
  9. Бабанин В.И., Кузнецов В.И., Колышкин И.Н., Ситнов В.И., Эндер А.Я. // Патент Российской Федерации № 2030017, 1991.
  10. Babanin V.I., Ender A.Ya., Kolyshkin I.N., Kuznetsov V.I., Sitnov V.I., Paramonov D.V. // Proc. 32nd IECEC, Honolulu, USA. AIChE, 1997. P. 427.
  11. Булычёв С.В., Вялых Д.В., Дубинов А.Е., Жданов В.С., Корнилова И.Ю., Львов И.Л., Сайков С.К., Садовой С.А., Селемир В.Д. // Физ. плазмы. 2009. Т. 35(11). С. 1019.
  12. Kuznetsov V.I., Gerasimenko A.B. // St. Petersburg State Polytechnical University J. Phys. Mathematics. 2023. V. 16. P. 25.
  13. Бабанин В.И., Кузнецов В.И., Мустафаев А.С., Ситнов В.И., Эндер А.Я. // ЖТФ. 1978. Т. 48. С. 754.
  14. Эндер А.Я. Термоэмиссионный преобразователь тепловой энергии в электрическую в кнудсеновском режиме. // Канд. дисс. ФТИ им. А.Ф. Иоффе. Л.: 1972.
  15. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 979.
  16. Ender A.Ya., Kuhn S., Kuznetsov V.I. // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. P. 113506. https://doi.org/10.1063/1.2261893
  17. Незлин М.В. Динамика пучков в плазме. М.: Энергоиздат, 1982.
  18. Kuznetsov V.I., Gerasimenko A.B. // J. Phys.: Conf. Series. 2018. V. 1135. P. 012090. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1135/1/012090
  19. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. // ЖТФ. 1972. Т. 42. С. 2391.
  20. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. Препринт ФТИ им. А.Ф. Иоффе № 604. Л., 1979.
  21. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. // Физика плазмы. 2010. Т. 36. С. 258.
  22. Sukhomlinov V.S., Mustafaev A.S., Koubaji H., Timofeev N.A., Murillo Hiller O.G. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 093103. https://doi.org/10.1063/5.0097263
  23. Sukhomlinov V.S., Mustafaev A.S., Koubaji H., Timofeev N.A., Zaitsev A. // J. Phys. Soc. Japan. 2023. V. 92. P. 044501. https://doi.org/10.7566/JPSJ.92.044501

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».