НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Численное моделирование процессов формирования радиального электрического поля в плазме с замагниченными электронами

СПИСОК АВТОРОВ:
Лизякин Г.Д., Тараканов В.П.

DOI:
https://doi.org/10.33849/2018106

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
27 ноября 2018 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
1

ГОД:
2018

СТРАНИЦЫ:
29-32

РУБРИКА:
Низкотемпературная плазма

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
плазменная сепарация; потенциал плазмы; электрическое поле в плазме; КАРАТ

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 537.525

АННОТАЦИЯ:
Ключевым вопросом для концепции плазмооптической сепарации отработавшего ядерного топлива с потенциальной ямой является создание пространственного распределения электростатического потенциала в плазме с замагниченными электронами. В данной работе приведены результаты численного исследования, проведенного с помощью компьютерного кода КАРАТ, процессов формирования радиального электрического поля в плазме аргона и гелия в цилиндрической геометрии. Получены пространственные распределения потенциала для плазмы аргона с концентрацией электронов $n_e = 10^{10}$~см$^{-3}$ и концентрацией  нейтралов $3,5  cdot 10^{13}$~см$^{-3}$, а также для плазмы гелия с концентрацией электронов $n_e = 10^{7}$~см$^{-3}$ и концентрацией  нейтралов $2,8  cdot 10^{14}$~см$^{-3}$ при потенциале торцевых электродов $-1$~кВ (температура электронов $T_e = 10$~эВ, магнитное поле $B = 0; 300; 1000$~Гс). Показано, что при значении магнитного поля 1000~Гс потенциал электрода распространяется вдоль магнитных силовых линий эффективнее, чем при 300~Гс.

TITLE:
Numerical simulation of the radial electric field formation in a plasma with magnetized electrons

AUTHORS:
Liziakin G. D., Tarakanov V.P.

KEYWORDS:
Plasma separation, plasma potential, electric field in plasma, biasing electrodes, KARAT

ABSTRACT:
A key issue for a concept of spent nuclear fuel plasma separation with a potential well is generation of an electrostatic potential spatial distribution in plasma with magnetized electrons. This paper presents results of a numerical study of radial electric field formation in argon and helium plasma in cylindrical geometry, using a computer code KARAT. The spatial potential distributions are obtained for the argon plasma with electron density of 𝑛𝑒 = 1010 cm–3 and a neutral density of n = 3,5∙1013 cm–3, and also for a helium plasma with an electron density of 𝑛𝑒 = 107cm–3 and neutral density n = 2,8•1014 cm−3 at the end electrodes voltage V = −1 kV (electron temperature 𝑇𝑒 = 10 eV, magnetic field B= 0; 300; 1000 G). It is shown that at magnetic field of 1000 G, the electrode potential propagates along magnetic field lines more efficiently than at 300 G.