|
Дополнительная информация о статье
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ТОМ 7 |
ГОД 2022 |
СТРАНИЦЫ 19-24 |
КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ
УДК 533.9
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
тлеющий разряд; отрицательные ионы; комплексная плазма
АННОТАЦИЯ
В условиях плазмы с низкой степенью ионизации, характерной для экспериментов с комплексной плазмой, даже малая примесь кислорода в инертном газе приводит к появлению достаточного количества отрицательных ионов, чтобы оказать существенное влияние на заряды и пространственное распределение пылевых микрочастиц. В работе представлена модель продольно-однородного положительного столба разряда постоянного тока в неоне с примесью кислорода и с облаком микрочастиц. Модель адаптирована к условиям экспериментов на установке “Плазменный кристалл-4” cite{PK42016} на борту Международной космической станции в условиях микрогравитации. Расчеты показывают, что уже при концентрации примеси кислорода в неоне на уровне 0.1 % отношение концентрации отрицательных ионов к концентрации электронов на оси разряда может составлять более 5. Наличие облака отрицательных ионов приводит к своеобразной конкуренции между отрицательными ионами и отрицательно заряженными микрочастицами за положение вблизи оси разряда. В результате этой конкуренции распределение концентрации микрочастиц приобретает провал вблизи оси разряда, а ширина потока отрицательных ионов несколько возрастает по сравнению с разрядом без микрочастиц.
TITLE
Oxygen dopant influence on the complex plasma structure in the direct current discharge
AUTHORS
Zobnin A.V., Lipaev A.M., Usachev A.D.
KEYWORDS
glow discharge, negative ions, complex plasma
ABSTRACT
Under the conditions of a low ionized plasma, which is typical for complex plasma experiments, even a small admixture of oxygen in the inert gas leads to the appearance of a sufficient amount of negative ions to have a significant effect on the charges and spatial distribution of the micron-size particles. The paper presents a model of a longitudinally homogeneous positive column of the direct current discharge in neon with the admixture of oxygen and with a cloud of microparticles. The model is adapted to the experimental conditions at the 'Plasma Krystall-4' setup [Pustylnik M. Y., et al., Rev. Sci. Instr. 2016. V.87. P. 093505.] aboard the International Space Station in microgravity. Calculations show that already at an oxygen impurity concentration in neon at a level of 0.1 %, the ratio of the concentration of negative ions to the concentration of electrons on the discharge axis can be more than 5 times. The presence of a cloud of negative ions leads to a kind of competition between negative ions and microparticles for positions near the discharge axis. As a result, the concentration of microparticles acquires a dip near the discharge axis, and the width of the negative ion stream somewhat increases in comparison with the discharge without microparticles.