Автореферат (1149900)
Текст из файла
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиСтрахова Анастасия АндреевнаНовые возможности метода плоского одностороннего зонда для определения анизотропныхфункций распределения заряженных частиц в плазмеСпециальность 01.04.08 – Физика плазмыАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2017Работа выполнена на кафедре Общей и технической физики Санкт-Петербургского горногоуниверситетаНаучный руководитель:Мустафаев Александр Сеит-Умерович,доктор физико-математических наук, профессор,зав. кафедрой Общей и технической физики Санкт-ПетербургскогогорногоуниверситетаОфициальные оппоненты: Некучаев Владимир Орович,доктор физико-математических наук, профессор,зав.
кафедрой физики ФГОУ ВПО Ухтинский государственныйтехнический университетЦыганов Александр Борисович,кандидат физико-математических наук, директор ООО «Спектр-Микро»,Санкт-ПетербургВедущая организация: Институт электрофизики и электроэнергетики РАНЗащита состоится «» _______2017 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д212.232.45 по защите докторских и кандидатских диссертаций на базе Санкт-Петербургскогогосударственного университета по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Ульяновская ул.д.1, Малый конференц-зал физического факультета.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. Горького СПбГУ.Автореферат разослан « »________2017г.Ученый секретарьДиссертационного совета Д 212.232.45по защите докторских и кандидатскихдиссертаций при СПбГУ, доктор физ.-мат. наукСухомлинов В.С.Общая характеристика работыАктуальность работыЗондовый метод диагностики плазмы является одним из основных инструментов исследованиянизкотемпературной плазмы.
Большинство сведений об ее электронной компоненте к настоящемувремени получено именно зондовым методом. Несмотря на то, что со времени пионерских работЛэнгмюра прошло более 90 лет, многие аспекты этого способа исследования плазмы требуютдальнейшего развития.До восьмидесятых годов прошлого столетия зондовые методы использовались, в основном,для определения изотропных функций распределения электронов (ФРЭ). Затем был разработан изондовый метод определения анизотропных ФРЭ и впоследствии - аналогичный метод для функцийраспределения ионов (ФРИ) с помощью плоского одностороннего зонда.
Практическая реализацияданных методов связана с измерениями второй производной тока зонда при различных егоориентациях относительно вектора электрического поля (число ориентаций зонда определяет угловоеразрешение измерительного оборудования). Это позволило экспериментально исследовать большойкласс газовых разрядов (например, так называемых, низковольтных пучковых), которые широкоприменяются в различных областях науки и техники.Вместе с тем, современные зондовые методы исследования анизотропных ФРЭ и ФРИ,которые и определяют большинство физических свойств газового разряда, обладают рядомпринципиальных недостатков. Основным из них является, на наш взгляд, то, что заранее не ясно прискольких ориентациях зонда необходимо проводить измерения для определения реальной угловойзависимости функции распределения в плазме. Как будет видно из дальнейшего, уменьшение числаориентаций зонда приводит к существенным систематическим ошибкам, а чрезмерное увеличение - ктехническому усложнению оборудования, а иногда и к невозможности реализации таких требованийк угловому разрешению.Одним из специфических недостатков метода плоского одностороннего зондадляопределения ФРИ является то, что, несмотря на первые попытки его применения, в литературеотсутствует физическое обоснование корректности предлагаемой процедуры измерения ФРИ.Наконец, функция распределения (ФР) заряженных частиц в некоторых перспективных длясоздания приборов плазменной электроники типах разрядов (например, низковольтный пучковыйразряд (НПР) в легких инертных газах) обладает столь высокой анизотропией, что существующиезондовые методы непригодны для ее исследования.Так как измерение анизотропных ФРЭ и ФРИ - основная задача при исследованиях любогоплазменного объекта, томожно утверждать, что преодоление вышеперечисленных недостатковявляется актуальной проблемой.Цель диссертационной работыЦель настоящей работы - развитие метода плоского одностороннего зонда для измеренияанизотропных ФРЭ и ФРИ, уменьшение систематических ошибок и расширение класса плазменныхобъектов, где этот метод можно корректно применять.3Практическая значимость результатов исследованияРазработанные методы расчета и экспериментальные методики измерений открывают новыевозможности исследования плазмы газового разряда в условиях сильной анизотропии ФР, ранеенедоступной для экспериментального изучения зондовыми методами.
Это, в свою очередь,позволяет:•создавать новые приборы плазменной энергетики, исследовать их электрокинетическиехарактеристики;•совершенствовать методы диагностики анизотропной плазмы, повышать их точность инадежность.Выполненные исследования и созданные методы диагностики анизотропной плазмы вносятвклад не только в разработку новых приборов и методов экспериментальной физики, но и в развитиеновых направлений в плазменной электронике и физике плазмы.Положения, выносимые на защиту:1.Обоснование применимости метода плоского одностороннего зонда для определенияанизотропных ФРИ.2.Методы уменьшения систематических ошибок при зондовых измерениях анизотропных ФРзаряженных частиц.3.Зондовый метод определения сильно анизотропных ФР заряженных частиц в пучковыхразрядах с узким распределением частиц по энергиям.4.Метод определения индикатрисы упругого рассеяния электрона на атоме из результатовизмерения рассеянной части ФРЭ в низковольтном пучковом разряде и результаты его апробации вплазме гелиевого НПР.Научная новизна состоит в том, что:•впервые обоснован зондовый метод определения анизотропных ФРИ и найдена область егоприменимости;•разработаны алгоритмы уменьшения систематических ошибок существующих методовизмерения анизотропных ФР заряженных частиц;•разработан и экспериментально апробирован зондовый метод определения ФР заряженныхчастиц в пучковых разрядах с произвольной анизотропией и узким распределением по энергиям;•разработана аналитическая теория для расчета ФРЭ в пролетном режиме низковольтногопучкового разряда в области энергии начального пучка;•предложен способ оценки индикатрисы упругого рассеяния электрона на атоме из измеренийФРЭ в низковольтном пучковом разряде.
Способ экспериментально апробирован на примеренизковольтного пучкового разряда в гелии.Апробация работы и публикацииОсновные результаты диссертации были доложены на следующих конференциях:41.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. Cylindrical probe in nonequilibrium plasma – newpossibilities. // Contr. paper of 55th Meeting of the APS Division of Plasma Physics.
2013. Vol. 58. Р 39.Denver, CO, USA.2.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Kaganovich I., Demidov V., Strahova A.A. Distant diagnosticsof nonequilibrium plasmas. // Contr. paper of 41st IEEE International Conference on Plasma Science(ICOPS-2014). 2014. Vol. 1P-64. Р 43. Washington, DC.
USA.3.Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Страхова А.А. Метод цилиндрического зонда – новыевозможности привычного инструмента. // Труды XLI Международной конференции по физикеплазмы и УТС. 2014. Т.1. С.162. Звенигород, Россия.4.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. 3D Diagnostics of nonequilibrium plasmas. //Contr. paper of 41th European Physics Society Conference on Plasma Physics.
2014. Vol. 39E. Р 5.168.Berlin, Germany.5.Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Страхова А.А., Булахова К.Я. К вопросу о точностидиагностики неравновесной плазмы цилиндрическими зондами. // Труды 51 Международной научнойконференции. 2014. С.8. Новосибирск, Россия.6.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. 3D Diagnostics of plasma interactions withsurface. // Contr.
paper of 56th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics. 2014. Vol. 59. Р8.57. New Orleans, Louisiana, USA.7.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strahova A.A. Diagnostics of nonlocal plasmas: advancedtechniques. // Contr. paper of 67th Annual Gaseous Electronics Conference. 2014.
Vol. 59. Р 1.26. Raleigh,North Carolina, USA.8.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Strakhova A.A. 3D probe diagnostics of plasmas. // Contr. paperof 42nd European Physical Society Conference on Plasma. 2015. Vol. 39E. Р 5.168. Lisboan, Portugal.9.Mustafaev A.S., Grabovskiy A.Y., Soukhomlinov V. S., Strahova A.A. 3D Diagnostics of Plasma -Surface Interactions.
// Contr. paper of 57th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics. 2015.Vol. 59. Р 5.168. Savannah, Georgia USA.10.Мустафаев А.С., Грабовский А.Ю., Аинов М.А., Страхова А.А. 3D диагностика анизотропныхфункций распределения электронов и ионов в плазме. Труды XLII Международной конференции пофизике плазмы и УТС. 2015.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
