2020-07-12
213
Исходные данные:
Средний диаметр ускорительного канала: dср = 40 мм;
Ширина ускорительного канала: b = 8 мм;
Расход ксенона в токовых единицах: I = 2,5 А;
Ионный ток: Ii = 2 А;
Рабочий газ: Ксенон (Xe).
| B, Тл | E, В/м | Nпл., м-3 | Te, эВ |  i (T i), эВ
| |
| 1 | 0,008 | 2·103 | 2·1017 | 3 | 0,086 |
| 2 | 0,02 | 5·104 | 1·1018 | 10 | 100 |
| 3 | 0,006 | 2·103 | 2·1017 | 3 | 160 |
Требуется найти:
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
в трех указанных точках.
Расчёт:
3.1 Расчет концентрации нейтральных атомов
Сечение ускорительного канала:
Скорость нейтральных атомов:
Сечение соударений:
Концентрация по длине канала:
Определение частот соударений нейтрал-нейтрал:
Расчёт средней длины свободного пробега электрона
Определение средней скорости электронов 
в указанных точках:
Определение Кулоновского логарифма для электрона:
Определение сечений электрон - электронных столкновений:
Определение частот электрон-электрон столкновений:
Определение сечений электрон - ионных столкновений:
Определение частот электрон-ионных столкновений:
Определение сечений рассеяния электрона на нейтральном атоме:
Воспользуемся экспериментальными данными (Рис.2.3), соответствующие температурам или средним энергиям электронов:
Рисунок 2.3 – Сечения упругих столкновений электронов с атомами инертных газов [1]
Определение частот рассеяния электрона на нейтральных атомах:
Определение сечений ионизации атома электронным ударом:
Примем функцию распределения электронов по скоростям Максвеловской:
Линейная аппроксимация сечения ионизации:
Усредненное по скоростям значение сечения:
где 
скорость электрона, соответствующая энергии ионизации атома ксенона.
Тогда значение частоты ионизации может быть вычислено как:
· 
Расчеты данных величин были произведены в математическом пакете, здесь же приведены только численные значения:
Полное значение частоты для электрона будет складываться из суммы всех частот, в которых участвует электрон:
Определение длины свободного пробега электрона:
