Наукова конференція Інституту ядерних досліджень НАНУ
27-31 січня 2014 р.
Тези доповідей
Секція: Теорія ядерного синтезу та фізика плазми
28 січня 2014 р., 12:45
Регламент: 12+3 хв
ПРИСКОРЕННЯ ПЛАЗМИ В ЕЛЕКТРИЧНИХ ВЧ ПОЛЯХ, ЩО ОБЕРТАЮТЬСЯ
Я. І. Колесниченко, Т. С. Руденко
Інститут ядерних досліджень НАН України.
Одним з теоретично запропонованих механізмів прискорення плазми в плазмових двигунах є генерація азимутального струму за допомогою електричного ВЧ поля, що обертається [1], [2]. В такій системі прискорення плазми створюється за рахунок сили Лоренца (j×B)z = -jθ Br, де jθ - полоїдальний струм у плазмі, Br - радіальна компонента магнітного поля, вісь z направлена вздовж напрямку створення тяги двигуна. Перевагою цього методу є те, що для прискорення плазми не застосовуються електроди, завдяки чому збільшується термін служби двигуна. Для верифікації методу було проведено експеримент [2]. Проте, ефект прискорення ВЧ-полем був слабко вираженим. В цій же роботі був зроблений висновок про необхідність подальшого теоретичного вивчення механізму прискорення плазми ВЧ-полем з метою оптимізації умов, необхідних для створення тяги. Вивченню цих умов присвячена ця робота.
В попередніх роботах [1], [2] було зроблене припущення про потенціальність ВЧ-поля в плазмі. В цій роботі назване припущення було відкинуто. Аналіз показав, що збурення магнітного поля вносить істотний внесок до полоїдального струму, який залежить від полоїдального модового числа (включаючи його знак). Більше того, цей внесок виявився домінуючим у приосьовій області плазми. Був проведений аналіз парметрiв системи i отримано, при яких параметрах сила, створена дрейфовим струмом, буде переважати над силою, створеною дiамагнiтим струмом. Кінцевим результатом стало отримання виразу для оцінки сили тяги. Можливо, що результати цієї роботи зможуть пояснити відсутність ефекту у [2], а також вказати шлях до оптимізації експерименту.
1. Shunjiro Shinohara, Tohru Hada, Taisei Motomura, Kenji Tanaka, Takao Tanikawa et al.: Development of high-density helicon plasma sources and their applications, Physics of plasmas 16, 057104, 2009.
2. Takahiro Nakamura et al.: Study on Helicon Plasma Lissajous Acceleration for Electrodeless Electric Propulsion, JSASS Aerospace Tech. Japan, Vol. 10, No ists28, pp. Tb_17-Tb_23, 2012.