Амбиполярная диффузия в плазме, состоящей из электронов, отрицательных ионов и двух сортов положительных ионов

Abstract

В данной работе исследована амбиполярная диффузия в электроотрицательной плазме. Рассмотрен случай плазмы, содержащей электроны, один сорт отрицательных ионов и два сорта положительных ионов. Получены формулы для коэффициента амбиполярной диффузии, которые в предельных случаях (один сорт отрицательных ионов, электроположительная плазма) приводятся к хорошо известным результатам. Показано, что в плазме с плотностью отрицательных ионов, более чем в 10 раз превышающей плотность электронов, необходимо учитывать подвижность отрицательных и положительных ионов. Выяснено, что в сильно электроотрицательной плазме диффузия перестает быть амбиполярной, коэффициенты амбиполярной диффузии заряженных частиц примерно равны их коэффициентам свободной диффузии. In this work we investigated the ambipolar diffusion in electronegative plasma. The case of a plasma containing electrons, one kind of negative ions and two kinds of positive ions is considered. The formulas for the coefficient of ambipolar diffusion are obtained, which in extreme cases (one kind of negative ions, electropositive plasma) give the well-known results. It is shown that in a plasma with a density of negative ions more than 10 times higher the density of electrons, it is necessary to take into account the mobility of positive and negative ions. It was found that in strongly electronegative plasmas diffusion is no longer ambipolar, the ambipolar diffusion coefficients of charged particles are approximately equal to their free diffusion coefficients. У цій роботі досліджено амбіполярну дифузію в електронегативній плазмі. Розглянуто випадок плазми, яка містить електрони, один сорт негативних іонів і два сорти позитивних іонів. Отримано формули для коефіцієнта амбіполярної дифузії, які в граничних випадках (один сорт негативних іонів, електропозитивна плазма) приводяться до добре відомих результатів. Показано, що в плазмі з щільністю негативних іонів, що більш ніж в 10 разів перевищує щільність електронів, необхідно враховувати рухливість негативних і позитивних іонів. З'ясовано, що в сильно електронегативній плазмі дифузія перестає бути амбіполярною, коефіцієнти амбіполярної дифузії заряджених частинок приблизно дорівнюють їх коефіцієнтам вільної дифузії.