磁绝缘传输线阴极等离子体扩形成与扩张机制研究

【作者】 罗伟； 李永东； 王洪广；

【机构】 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室；

【摘要】 采用理论分析和粒子模拟方法,对磁绝缘传输线阴极表面等离子体形成与扩张机制进行了研究。通过理论分析,可以得到等离子体的扩张速度表达式。采用粒子模拟软件,对阴极表面等离子体的形成和扩张过程进行了模拟。阴极表面覆盖着一层向阳极扩张的气体,气体初始浓度为1³.0×10²²cm^-3,初始厚度为0.6mm,扩散速度为20 cm/μs,在强场作用下,阴极表面发生电子发射,高能电子束与中性气体作用,发生碰撞电离,形成等离子体。分别对金属蒸汽、惰性气体、污染物气体情形,改变电场及外加磁场的数量级,进行了粒子模拟。等离子体温度约2⁸ e V,等离子体浓度约为10¹³¹0¹⁶cm^-3,金属蒸汽形成的等离子体扩张速度约0.1 cm/μs,而其他气体形成的等离子体扩张速度等离子体扩张速度约1⁵ cm/μs,表明金属蒸汽对磁绝缘传输线等离子体扩张的影响较小。等离子体扩张速度与浓度成正比,强磁场可以抑制等离子体的扩张。更多还原