Отбор пылевых частиц в высокочастотном индукционном разряде

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Впервые изучен отбор пылевых частиц в объемной плазменно-пылевой ловушке в безэлектродном высокочастотной разряде индукционного типа в неоне. Подобраны условия разряда и конструкция разрядной камеры, при которых в образовавшейся пылевой ловушке созданы пылевые структуры из полидисперсных частиц кварца протяженностью до 1.5 см с числом частиц до 4000. Статистический анализ размеров уловленных частиц показал, что в выбранных условиях средний размер частиц близок к 4 мкм и слабо зависит от давления газа неона в широком интервале от 0.25 до 1.0 Торр. Обнаружено, что сформированная объемная пылевая структура обладает аномально большим изменением продольного межчастичного расстояния по сравнению с пылевой плазмой в тлеющем разряде. Характерный размер уловленных частиц оценен на основе вертикального баланса сил, действующих на пылевую частицу. Показано, что по ряду параметров метод отбора частиц в высокочастотном разряде индукционного типа более предпочтителен, чем аналогичный метод, используемый в тлеющем разряде в стратах, а примененная пылевая ловушка может использоваться для исследования объемной пылевой плазмы в магнитном поле.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. А. Новиков

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: l.novikov@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. А. Гасилов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: l.novikov@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. С. Голубев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: l.novikov@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. В. Морозова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: l.novikov@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. С. Дзлиева

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: l.novikov@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

С. И. Павлов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: l.novikov@spbu.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. Ю. Карасев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: plasmadust@ya.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Chu J.H., Lin I. // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. P. 4009. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.72.4009
  2. Thomas H., Morfill G.E., Demmel V., et al. // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 73 (5). P. 652.https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.73.652
  3. Hayashi Y. Structure of a Three-Dimensional Coulomb Crystal in a Fine-Particle Plasma. Phys Rev Lett. 1999. V. 83. 4764.https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.83.4764
  4. Фортов В., Морфилл Г., eds. Комплексная и пылевая плазма: Из лаборатории в космос. М.: Физматлит, 2012.
  5. Morfill G.E., Thomas H.M., Konopka U., Zuzic M. // Phys. Plasmas. 1999. V. 6. P. 1769.https://doi.org/10.1063/1.873435
  6. Vasilieva E.V., Petrov O.F., Vasiliev M.M. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 523.ht tps://doi.org/10.1038/s41598-020-80082-x
  7. Липаев А. М., Молотков В. И., Нефедов А. П. и др. // ЖЭТФ. 1997. Т. 112. С. 2030.
  8. Dzlieva E. S., Ermolenko M. A., Karasev V. Yu. // Tech. Phys. 2012. V. 57. P. 145.ht tps://doi.org/10.1134/S1063784212010070
  9. Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А., Карасев В. Ю. // Физика плазмы. 2012. Т. 38. С. 591.
  10. Dzlieva E. S., D ’ yachkov L. G., Novikov L. A., et al. // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28. P. 085020.ht tps://doi.org/10.1088/1361-6595/ab36ac
  11. Dzlieva E.S., D’yachkov L.G., Novikov L.A., et al. // Molecules. 2021. Т. 26. С. 3788.ht tps://doi.org/10.3390/molecules26133788
  12. Choudhary M., Bergert R., Moritz S., et al. // Contrib. Plasma Phys. 2021. V. 61. P. e202000110.htt ps://doi.org/10.1002/ctpp.202000110
  13. Герасимов Ю. В., Нефедов А. П., Синельщиков В. А., Фортов В. Е. // ПЖТФ. 1998. Т. 24. С. 62.
  14. Fortov V.E., Petrov O.F., Usachev A.D., Zobnin A.V. // Phys. Rev. E. 2004. V. 70. P. 046415.https://doi.org/10.1103/PhysRevE.70.046415
  15. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. // Опт. и спектр. 2002. Т. 92. С. 1018.
  16. Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С., Павлов С. И. и др. // ЖТФ. 2019. Т. 89 (1). С. 50.ht tps://doi.org/10.21883/JTF.2019.01.46961.71-18
  17. Грановский В. Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971.
  18. Райзер Ю. П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1992.
  19. Кудрявцев А. А., Смирнов А. С., Цендин Л. Д. Физика тлеющего разряда. СПб.: Лань, 2010.
  20. Голубовский Ю. Б., Кудрявцев А. А., Некучаев В. О., и др. Кинетика электронов в неравновесной газоразрядной плазме. СПб.: СПбГУ, 2004.
  21. Stoffels W.W., Stoffels E., Swinkels G.H.P.M., et al. // Phys. Rev. E. 1999. V. 59. P. 2302.ht tps://doi.org/10.1103/PhysRevE.59.2302
  22. Кралькина Е. А. // УФН. 2008. Т. 178. С. 519.ht tps://doi.org/10.3367/UFNr.0178.200805f.0519
  23. Майоров С. А. // Физика плазмы. 2009. Т. 35. С. 869.
  24. Недоспасов А. В., Хаит В. Д. Колебания и неустойчивости низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1979.
  25. Kersten H., Deutsch H., Otte M., et al. // Thin Solid Films. 2000. V. 377–378. P. 530.ht tps://doi.org/10.1016/S0040-6090(00)01439-5
  26. Karasev V.Yu., Dzlieva E.S., Pavlov S.I. // EPL. 2015. V. 110. P. 55002.ht tps://doi.org/10.1209/0295-5075/110/55002
  27. Карасев В. Ю., Дзлиева Е. С., Эйхвальд А. И. // Опт. и спектр. 2006. Т. 101. С. 521.
  28. Дзлиева Е. С., Ермоленко М. А., Карасев В. Ю. // ЖТФ. 2012. Т. 82 (7). С. 51.
  29. Дзлиева Е. С., Майоров С. А., Новиков Л. А., и др. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 914.https://doi.org/10.31857/S0367292122600741
  30. Петров О.Ф., Усачев А.Д., Зобнин А.В. // Научные труды Института теплофизики экстремальных состояний ОИВТ РАН / Под. ред. В.Е. Фортова и А.П. Лихачева. М.: ОИВТ РАН, 2004. Вып. 6. С. 267.
  31. Fortov V.E., Nefedov A.P., Sinel’shchikov V.A., et al. // Phys. Lett. A. 2000. V. 267 P. 179.https://doi.org/10.1016/S0375-9601(00)00072-4
  32. Fortov V.E., Khrapak A.G., Khrapak S.A., et al. // Usp. Fiz. Nauk. 2004. V. 174. P. 495.https://doi.org/10.3367/UFNr.0174.200405b.0495
  33. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Поляков Д. Н., Фортов В. Е. // ЖЭТФ. 2005. Т. 127. С. 1166.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а) Схема экспериментальной установки. Обозначения: 1 – индуктор; 2 – пылевая структура; 3 – контейнер для инжекции пылевых частиц в разряд; 4 – система подсветки; 5 – каретка с лежащим на ней предметным стеклом для сбора частиц; 6 – вакуумный кран для извлечения каретки; 7 – магнит для передвижения каретки внутри трубки. б) Гистограмма распределения размеров засыпного порошк. в) Фотография установки.

Скачать (398KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структура в пылевой ловушке в ВЧИ-разряде, созданная из полидисперсных частиц кварца. Условия: газ неон, давление – 0.4 Торр, напряжение – 180 В, частота ВЧ-генерации – 40 МГц, диаметр трубки – 1.9 c м. а) Фото горизонтального сечения пылевой структуры. Высота изображения – 4.7 мм. б) Фото вертикального диаметрального сечения пылевой структуры. Высота изображения – 18 мм.

Скачать (94KB)
Метаданные
4. Рис. 3. а) Фото осажденн ых из ВЧИ - разряда пылевых частиц. Размер частиц – около 4 мкм. Ширина изображения – 200 мк. б) гистограмма распределения пылевых частиц по характерному размеру. Условия: газ неон, давление – 0.5 Торр, напряжение – 100 В, частота ВЧ-генерации – 40 МГц.

Скачать (222KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость среднего размера пылевых частиц от давления неона. Условия: напряжение – 100 В, частота ВЧ-генерации – 40 МГц.

Скачать (38KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Продольное межчастичное расстояние. Условия: газ неон, давление – 0.6 Торр, полидисперсный кварц. Координата отсчитывается от нижнего витка индуктора.

Скачать (61KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».