이온화 불안정성

Ionization instability

이온화 불안정성은 전자충격 이온화에 의해 매개되는 플라즈마 불안정성의 범주 중 하나입니다.가장 일반적인 의미에서 이온화 불안정성은 피드백 효과에서 발생하며, 이온화에 의해 생성된 전자가 자가 강화 방식으로 이온화를 통해 더 많은 전자를 생산합니다.

글로 방전,[1][2] 페닝 방전,[3] 자기 노즐 [4][5][6]및 MHD [7][8][9]발생기와 같은 플라즈마 물리학 장치에서 이온화 불안정성이 발견되었습니다.이온화 불안정성은 자화 플라즈마 또는[10] 비자화 플라즈마에서 발생할 수 있습니다.이들은 대부분 혈장이 비교적 차갑고 부분적으로만 이온화되었을 때 발생하며, 따라서 많은 중성 가스가 혈장과 섞여 있습니다.

글로우 방전 중

이 글로우 방전의 우측에는 이온화 불안정성에 의한 줄무늬가 보인다.
주요 기사:글로 방전

글로우 방전은 희소가스를 가로지르는 큰 전압에 의해 플라즈마가 형성되는 플라즈마 함유 장치이다.글로 방전은 전기 조명 및 재료 처리에 사용됩니다.글로우 방전에서는 이온화 불안정성이 스트라이프,[1] 즉 증강 및 억제된 광생성의 띠를 취합니다.각 줄무늬 사이의 거리는 전자가 중성 가스 입자를 이온화하기에 충분한 에너지를 얻는 데 필요한 거리입니다.

자기 노즐 내

주요 기사 : 마그네틱 노즐

자기 노즐은 플라즈마가 자기장에 의해 수축되는 플라즈마가 흐르는 장치이다.자기 노즐은 플라즈마 스트림에 의해 생성되는 추력을 향상시키기 위해 전기 추진에 사용됩니다.자기 노즐에서 이온화 불안정성은 노즐의 하류 이온화에 의해 발생하며, 노즐에서 태어난 전자는 흐름 방향과 반대로 상류로 이동한다.이로 인해 노즐을 통과하는 플라즈마 유속과 에너지가 [4][5][6]진동합니다.

MHD 제너레이터 내

주요 기사: MHD 제너레이터

MHD 제너레이터는 뜨거운 가스가 흐르는 장치이며, 이 가스는 이온화되어 자기장을 이용하여 플로우 에너지를 전기에너지로 추출한다.MHD 발전기는 주로 1960년대와 1970년대에 화석 연료 [11]및 원자력 발전소의 효율을 높이기 위해 연구되었다.MHD 발전기에서 특정한 종류의 자화 이온화 불안정성을 전열 불안정이라고 합니다.그것은 1962년에 Evgeny Velikhov에 의해 발견되었다.이온화 불안정성으로 인한 전기 저항이 증가하여 전자를 우선적으로 [11]가열하여 필요한 온도를 낮추려는 연구가 좌절되었습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b Garscadden, A. (1969). "Dispersion and Stability of Moving Striations". Physics of Fluids. 12 (9): 1833. Bibcode:1969PhFl...12.1833G. doi:10.1063/1.1692748. ISSN 0031-9171.
  2. ^ Allis, W.P. (1976-03-01). "Review of glow discharge instabilities". Physica B+C. 82 (1): 43–51. Bibcode:1976PhyBC..82...43A. doi:10.1016/0378-4363(76)90267-9. ISSN 0378-4363.
  3. ^ Roth, J. Reece (1969). "Experimental Observation of Low-Frequency Oscillations Described by the Plasma Continuity Equations". Physics of Fluids. 12 (1): 260. Bibcode:1969PhFl...12..260R. doi:10.1063/1.1692284. ISSN 0031-9171.
  4. ^ a b Johnson, J. C.; D'Angelo, N; Merlino, R. L. (1990). "A double layer induced ionisation instability". Journal of Physics D: Applied Physics. 23 (6): 682–685. Bibcode:1990JPhD...23..682J. doi:10.1088/0022-3727/23/6/007.
  5. ^ a b Aanesland, A.; Charles, C.; Lieberman, M. A.; Boswell, R. W. (18 August 2006). "Upstream Ionization Instability Associated with a Current-Free Double Layer". Physical Review Letters. 97 (7): 075003. Bibcode:2006PhRvL..97g5003A. doi:10.1103/physrevlett.97.075003. ISSN 0031-9007. PMID 17026239.
  6. ^ a b Aanesland, A.; Lieberman, M. A.; Charles, C.; Boswell, R. W. (December 2006). "Experiments and theory of an upstream ionization instability excited by an accelerated electron beam through a current-free double layer". Physics of Plasmas. 13 (12): 122101. Bibcode:2006PhPl...13l2101A. doi:10.1063/1.2398929. hdl:1885/16395. ISSN 1070-664X.
  7. ^ Kerrebrock, J. L. (July 1964). "Nonequilibrium ionization due to electron heating - i - theory". AIAA Journal. 2 (6): 1072–1080. Bibcode:1964AIAAJ...2.1072K. doi:10.2514/3.2496. ISSN 0001-1452.
  8. ^ Murakami, Tomoyuki; Okuno, Yoshihiro; Yamasaki, Hiroyuki (9 May 2005). "Suppression of ionization instability in a magnetohydrodynamic plasma by coupling with a radio-frequency electromagnetic field". Applied Physics Letters. 86 (19): 191502. Bibcode:2005ApPhL..86s1502M. doi:10.1063/1.1926410. ISSN 0003-6951.
  9. ^ 벨리호프, E.P., A.M.다이크네, 그리고 나.네, 시푸크."열전자를 가진 플라즈마의 이온화 불안정"1965년 제5회 가스 이온화 심포지엄에서.https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19670016557.pdf 를 참조해 주세요.
  10. ^ Akhiezer, A. I.; Akhiezer, I. A.; Angeleiko, V. V. (1969). "A New Kind of Instability in a Partially Ionized Plasma". Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics. 30: 476. Bibcode:1969JETP...30..476A.
  11. ^ a b Harris, L. P.; Moore, G. E. (1971). "Combustion-MHD Power Generation for Central Stations". IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. 90 (5): 2030. Bibcode:1971ITPAS..90.2030H. doi:10.1109/TPAS.1971.292998.