Рассмотрен новый тип плазменной ловушки с электростатическим способом удержания положительно заряженных ионов внутри облака отрицательно заряженных микрочастиц в плазме положительного столба тлеющего разряда (комплексной плазме). Такая ловушка может представлять интерес для плазменных технологий при низких и криогенных температурах, так как характеризуется высокой концентрацией удерживаемых ионов и выделяет меньше тепла, чем плазма без микрочастиц. На основе данных эксперимента проведён расчёт параметров комплексной плазмы с использованием жидкостной модели и выполнена оценка эффективности накопления ионов в плазменной ловушке. Получено, что интенсивность накопления ионов в облаке микрочастиц может превышать или быть ниже интенсивности их образования в плазме свободного от микрочастиц разряда. В первом случае комплексная плазма находится в режиме эффективного удержания ионов, где ловушка является концентратором ионов, а во втором – в режиме неэффективного. Основываясь на значениях коэффициента относительного перегрева, показано, что комплексная плазма электрического разряда представляет собой более эффективный инструмент для создания необходимой концентраций холодных ионов, чем плазма без микрочастиц.
A novel plasma trap using an electrostatic method to trap positively charged ions within a cloud of negatively charged microparticles in the plasma of a positive column of a glow dis-charge (complex plasma) is considered. Such a trap may be of interest for plasma technolo-gies at low and cryogenic temperatures, as it is characterised by a high concentration of trapped ions and generates less heat than plasma without microparticles. Calculation of the parameters of the complex plasma was carried out on the basis of experimental data by means of the liquid model. The efficiency of ion accumulation in the plasma trap within the micro-particle cloud was evaluated. It is found that the intensity of the accumulation of ions in the cloud of microparticles can be higher or lower than the intensity of their birth in the plasma of a discharge free of microparticles. In the first case, the complex plasma is in the efficient ion retention regime, where the trap is an ion concentrator, and, in the inefficient retention regime in the second case. Based on the determination of the values of the relative superheat coefficient, it is shown that complex plasma is a more effective tool for producing the re-quired concentration of cold ions than the plasma without microparticles.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2025-4-37-44
