в порівнянні з часами релаксації в ній. Нестаціонарна (імпульсна) низькотемпературна плазма живе обмежений час, яке визначається як часом встановлення рівноваги в плазмі, так і зовнішнім умовами. Плазма, час життя якої перевищує характерний час перехідних процесів, наз. квазістаціонарних. Наприклад, плазма в каналі блискавки утворюється і підтримується в результаті проходження через нього електричного струму. Характерний час встановлення рівноваги в провідному каналі ~ 10 - 5 с, характерний час розширення (т. Е. Руйнування) цього провідного каналу ~ 10 - 3 с, тому протягом проходження основної частини струму через провідний канал плазму в ньому можна вважати квазістаціонарних [24 ].
Рівноважна і нерівноважна низькотемпературна плазма.
Низькотемпературна плазма називається рівноважної, якщо її компоненти знаходяться в термодинамічній рівновазі, т. е. температура електронів, іонів і нейтральних частинок збігається. У низькотемпературній плазмі легко створюються нерівноважні умови в результаті селективної дії зовнішніх електричних полів: електрична енергія від них передається зарядженим частинкам, а ті віддають її часткам газу при зіткненнях. При такому способі введення енергії середня енергія заряджених частинок може значно відрізнятися від теплової енергії нейтральних частинок. У першу чергу це відноситься до електронів, які изза малої маси неефективно обмінюються енергією при пружному зіткненні з нейтральними частинками газу. При цьому не тільки середня енергія електронів, а й вид розподілу електронів по енергіях може істотно відрізнятися від рівноважного.
Рівноважна плазма зазвичай реалізується в газі при високому тиску, де зіткнення частинок відбуваються часто і швидкість встановлення рівноваги відносно велика. Прикладами такої плазми є плазма дугового розряду при атмосферному тиску, плазма іскрового розряду або блискавки в атмосфері [24].
Характерним прикладом нерівноважної плазми є плазма тліючого розряду або плазма дугового розряду низького тиску; напр., у плазмі гелій-неонового лазера при тиску газу ~ 10 тор температура газу в центрі розрядної трубки приблизно 400 К, тоді як середня енергія електронів кілька еВ.
Ідеальна та неідеальна плазма.
Плазма вважається ідеальною, якщо середня кінетична енергія заряджених частинок (3/2) kТ багато більше середньої енергії її взаємодії з оточуючими частинками [24].
Характеристика газового розряду по виду вольтамперної характеристики (ВАХ).
Рис. 6. ВАХ температура тихого розряду.
Рис. 7. ВАХ розряду.
Електричний розряд в газах, проходження електричного струму через газове середовище під дією електричного поля, що супроводжується зміною стану газу. Різноманіття умов, що визначають початковий стан газу (склад, тиск і т. Д.), Зовнішніх впливів на газ, форм, матеріалу і розташування електродів, геометрії виникає в газі електричного поля і т. П. Приводить до того, що існує безліч видів Електричний розряд в газі, причому його закони складніше, ніж закони проходження електричного струму в металах і електролітах. Електричний розряд в газі підкоряються Ома закону лише при дуже малій прикладеної ззовні різниці потенціалів, тому їх електричні властивості описують за допомогою вольтамперной характеристики (рис. 6 і 7).
Гази стають електропровідними при їх іонізації. Якщо електричний розряд в газах відбувається тільки при викликати і підтримувати іонізацію зовнішньому впливі (при дії т. Н. Зовнішніх іонізаторів), його називають несамостійним газовим розрядом. Електричний розряд в газах, триває і після припинення дії зовнішнього іонізатора, називається самостійним.
Коли іонізація газу відбувається при безперервній дії зовнішнього іонізатора і малому значенні різниці потенціалів між анодом і катодом в газі, починається тихий розряд raquo ;. При підвищенні різниці потенціалів (напруги) сила струму тихого розряду спершу збільшується пропорційно напрузі (ділянка кривої OA на рис. 6), потім зростання струму з ростом напруги сповільнюється (ділянка кривої AB), і коли всі заряджені частинки, що виникли під дією іонізатора в одиницю часу, йдуть за той же час на катод і на анод, посилення струму із зростанням напруги не відбувається (ділянка ВС). При подальшому зростанні напруги струм знову зростає і тихий розряд переходить на несамостійногоий лавинний розряд (ділянка РЄ на рис. 6). У цьому випадку сила струму визначається як інтенсивністю дії іонізатора, так і газовим посиленням, яке залежить від тиску газу і напруженості електричного поля в просторі, що займається розрядом.
Тихий розряд спостерігається при тиску газу порядку атмосферного. Зовнішніми іонізаторами можуть бути: природне радіоактивне випромінюван...
