Модель Электронной Эмиссии Из Границы Взрывоэмиссионной Плазмы

Abstract

Разработана самосогласованная 1D-3V (1 координата – 3 скорости) модель на основе метода «частица-в-ячейке» для исследования динамики электронов, эмитируемых расширяющимся полусферическим фронтом взрывоэмиссионной плазмы. Модель описывает процесс формирования виртуального катода в непосредственной близости от фронта плазмы в зависимости от плотности плазмы, ее температуры и напряжения между границей плазмы и внешней границей расчетной области. Напряжение варьировалось от 0 В до 1000 В. Радиус плазменного образования rc рассматривался в диапазоне 10 мкм – 1 см. Плотность плазмы при этом изменялась в пределах 1015 см-3 – 1021 см-3, то есть предполагалось, что плотность плазмы вблизи эмитирующей границы уменьшается как rc-2. Распределение электронов по начальным скоростям описывалось максвелловской функцией распределения. Температура плазмы рассматривалась в диапазоне 1 эВ – 3 эВ. Получены зависимости плотности тока электронов на внешней границе расчетной области от приложенного напряжения и параметров плазмы. Рассчитаны параметры виртуального катода для различных условий. Определены границы применимости модели, обусловленные проникновением электрического поля в плазму.