Cтраница 4
Вследствие малости коэффициента разделения, достижимого непосредственно в плазме, основные усилия, связанные с разделением изотопов в разряде с полым катодом, были направлены на использование плазмы в качестве промежуточной среды, приводящей в движение нейтральный газ. Продольное магнитное поле должно быть достаточно сильным, чтобы уравновешивать давление нейтрального газа; толщина плазменной оболочки должна быть больше длины свободного пробега нейтральных частиц в плазме. Измерения до-плеровского сдвига спектральных линий в излучении внутренней области аргоновой дуги показали, что нейтральные атомы, действительно, могут достигать скорости ионов аргона. Однако большая их доля имеет температуру, равную температуре ионов. Очевидно, что взаимодействие плазмы с нейтралами определяется, главным образом, процессами перезарядки, которые, следовательно, играют важную роль и в разряде с полым катодом. [46]
При плотностях атомов во фронте УВ, значительно превышающих плотность окружающего атмосферного воздуха, и при ио-низациях близких к полной однократной плазменная частота приближается к частоте излучений неодимового лазера 3 1014 Hz, и следовательно, фронт УВ действует как отражатель для воздействующего лазерного излучения, изменяя направление его распространения. Отраженное излучение не обладает достаточной интенсивностью для испарения невозмущенного материала покрытия. Однако в покрытии распространяются температурные возмущения, приводящие к возникновению температурных напряжений. У металлов В напряженных состояниях возрастает коэффициент поглощения излучениями. Испарение покрытия локализуется на участках с максимальной амплитудой термомеханических напряжений. Дальность распространения ППС вблизи линии гравировки 10 - 15 мкм соответствует дальности распространения тепловых возмущений в пленке по теплопроводностному механизму. Остается под вопросом причина устойчивой квазипериодичности структур. Наиболее вероятным представляется возникновение автоколебаний с периодом порядка или несколько менее 10 не при взаимодействии плазмы на фронте УВ с лазерным излучением. Последнее приводит к высокоамплитудной модуляции отражательной способности УВ на длине волны 1 06 мкм с частотой автоколебаний. [47]
Но возможны и ловушки, в которых плазму не пускает на стенку сильное внешнее продольное поле, а собственное поле играет только вспомогательную роль. Но все ловушки с током, текущим вдоль магнитного поля, подвержены различным видам гидромагнитной и кинетической неустойчивости, о которых речь будет идти ниже. Магнитное поле препятствует не только уходу частиц, но и уходу энергии на стенку, снижая, как мы увидим дальше, поперечную теплопроводность плазмы. Если в плазме нет многозарядных ионов, то и излучение уносит мало энергии. Тогда открывается принципиальная возможность нагрева плазмы до очень высоких температур, при которых должны протекать термоядерные реакции. Практическое решение задачи нагрева плазмы в магнитной ловушке наталкивается, однако, на ряд трудностей. Но оказывается, что ток раскачивает плазму, делает ее неустойчивой. Приходится искать другие способы нагрева, в которых токи текут поперек магнитного поля. Для этой цели предлагается использовать явления резонанса при взаимодействии плазмы с электромагнитными колебаниями высокой частоты, в частности циклотронный и магнитно-звуковой резонансы. [48]