НЕУСТОЙЧИВОСТИ, ВОЛНЫ И НЕРАВНОВЕСНЫЕ СТРУКТУРЫ В ПЛОТНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЕ (ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ ЧЕРЕЗ 50-ЛЕТИЕ ПУБЛИКАЦИЙ В ЖУРНАЛЕ 'ТЕПЛОФИЗИКА ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР') (Обзор)

摘要

Обзор посвящен одной из фундаментальных проблем физики плазмы - волнам и неустойчивостям плотной низкотемпературной плазмы. Неустойчивости возникают во множестве природных явлений. Они влияют на существование неравновесных систем и обеспечивают переход их из одного состояния в другое. Обеспечение устойчивости процесса - центральная проблема для многих технологий, использующих низкотемпературную плазму в качестве рабочего тела. Целью обзора является выделение основных механизмов, приводящих к неустойчивостям, и представление критериев их возникновения в прозрачном физическом виде. Обсуждается метод, позволяющий рассмотреть с единой точки зрения современное состояние проблемы неустойчивостей и распространения волн с заданным значением волнового числа в плотной низкотемпературной плазме газов и паров металлов. Детально рассмотрены акустическая, перегревная, токово-конвективная, ионизационная и иоизационно-полевая неустойчивости. Исследования проводятся в рамках моделей сплошных сред как для плотной плазмы, где температуры электронов и тяжелых частиц (атомов и ионов) практически не отличаются (Т_а≈Т_е), так и для плазмы, в которой температура электронов отличается от температуры тяжелых частиц (Т_а≠Т_е). Основное внимание уделяется воздействиям, вызванным силой Ампера, джоулевым тепловыделением и процессами, связанными с изменением состава плазмы (рождением и гибелью частиц) и обменом энергией между компонентами плазмы в отсутствие температурного равновесия. Прослеживается полувековой вклад публикаций ТВТ в исследование данной проблемы.