XXXIV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 12 – 16 февраля 2007 г. ЭФФЕКТИВНЫЙ ЗАРЯД ПЫЛИНКИ В РАЗРЯДЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА С.А. Майоров, *А.Д. Усачев, *А.C. Зобнин, *O.Ф. Петров, *В.Е. Фортов Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва, 119991, Россия * Институт теплофизики экстремальных состояний РАН, Moсква, Россия В работе выполнен анализ экспериментов по измерению заряда пылинки в разряде постоянного тока [1], в которой заряды большой и маленькой пылинок определялись на основе анализа их траекторий. Методом частиц в ячейке (PIC - метод) рассмотрена задача зарядки пылинки с учетом разогрева ионов в электрическом поле разряда. При моделировании особое внимание уделено корректному учету ион-атомных столкновений, влиянию электрического поля на среднюю кинетическую энергию ионов (эффективную температуру ионов) и формированию облака связанных положительных ионов вокруг отрицательно заряженной пылинки [2, 3]. При учете всех этих факторов получено хорошее согласие расчетных и экспериментальных данных заряда пылинки. Экспериментальные данные из работы [1] и результаты моделирования приведены в Таблице. Pa , Pa, давление неона в газовом разряде [1] -Q/e, заряд пылинки, определенный в эксперименте [1] -Q/e, эффективный заряд пылинки – расчет PIC -Q/e, заряд на пылинке – расчет PIC Q/e, заряд облака связанных ионов – расчет PIC Teff , К, эффективная температура ионов – расчет PIC 20 30 50 1800 1820 2170 350 544 1500 1511 1813 302 424 1150 1293 1560 267 349 Анализ численных результатов и сравнение их экспериментальными данными позволяют сделать следующие выводы: 1) в экспериментах по исследованию свойств плазменно-пылевых структур их характеристики не могут быть корректно определены без учета редких столкновений ионов; 2) эффективный пылинки, определяющий взаимодействие пылинок между собой и с потоком, должен включать заряд связанных ионов, которые находятся на финитных орбитах; 3) в условиях типичных экспериментов с пылевой плазмой нельзя пренебрегать влиянием электрического поля на формирование эффективной ионной температуры, заметно отличающейся от температуры атомов. На формирование этой температуры оказывают заметное как столкновения с резонансной перезарядкой, так и обусловленные поляризационным взаимодествием иона с атомом. Авторы благодарят Российский Фонд Фундаментальных Исследований (проекты 05-0216796-а, 06-02-17520-а, 06-08-01554-а) и Нидерландское научное общество NWO (проект 047.016.020) за финансовую поддержку работы. Литература [1]. V.E. Fortov, O.F. Petrov, A.D. Usachevl, and A.V. Zobnin // Phys. Rev. E. 70, 046415 (2005). [2]. С.А. Майоров // Физика плазмы. Т. 31, №8, с.749 (2005). [3]. С.А. Майоров // Физика плазмы. Т. 32, №9, с.802 (2006). 1