Heidelberg 1999 – scientific programme
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P: Plasmaphysik
P 14: Theorie II
P 14.7: Talk
Thursday, March 18, 1999, 15:45–16:00, CH 2
Modellierung der kathodennahen Plasmarandschicht von Hochdruckbogenentladungen — •H. Schmitz und K.–U. Riemann — Theoretische Physik I, Ruhr-Universität Bochum
Die kathodennahe Randschicht ist für die Brenneigenschaften von Entladungsplasmen von zentraler Bedeutung. In typischen Hochdruckbogenentladungen (z.B. Argon bei wenigen atm und einigen A) wird die Ionendynamik der Randschicht im wesentlichen durch die drei Skalen de r Debyelänge λD, der mittleren freien Weglänge für Ladungsaustauschstöße λCX und der Ionisationslänge λion bestimmt, wobei die Skalenverhältnisse λD ≪ λCX ≪ λion vorliegen. Im Grenzfall λD / λCX → 0 und λCX / λion → 0 kann die Randschicht in die Raumladungsschicht (Skala λD), die Knudsenschicht (Skala λCX) und die Ionisationsschicht (Skala λion) aufgeteilt werden. Die einzelnen Bereiche werden separat untersucht und können anschließend durch eine Matchingprozedur verbunden werden.
Dieses Modell erlaubt, zusammen mit einer Reihe von Gleichungen, die unte r anderem das Gleichgewichtsplasma, die Energiebilanzen von Randschicht und Kathode sowie die Stromdichten von Elektronen und Ionen beschreiben, eine selbstkonsistente Bestimmung der meisten Parameter der Randschicht, sowie der Temperatur der Kathode im Bogenansatz. Insbesondere können Aussagen über den Unterschied zwischen dem konzentrierten und dem diffusen Bogenansatz gemacht werden.
Gefördert durch das BMBF, Projekt Nr. 13N6895