ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМА
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
4
1 ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМА 11
2 ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМАНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУГЕ АРНАЛҒАН ЭКСПЕРИМЕНТТІК ҚОНДЫРҒЫЛАРҒА ШОЛУ
19
3 ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМАДАҒЫ ЭЛЕМЕНТАР ПРОЦЕСТЕР 21
3.1 Тұтас бағанды разрядтың стратталуы 21
3.2 Тозаңды плазманың зарядталуы 24
3.3 Тозаңды бөлшектердің қос корреляциялық функциясы 25
4 ПЛАЗМАНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДА ҚОЛДАНЫЛУЫ 30
4.1 Токамак 30
4.2 Басқарылатын термоядролық синтез 31
4.2.1 Мәселенің бүгінгі күнгі жай – күйі 34
4.2.2 Тозаң агломерациясы 37
5 ЭЛЕКТРОНДЫҚ ОҚУЛЫҚ 40
ҚОРЫТЫНДЫ 49
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 50
ҚОСЫМША А 52
ҚОСЫМША Ә 53
ҚОСЫМША Б 54
КІРІСПЕ
Плазма — оң және теріс зарядтарының тығыздықтары бір-бірімен шамалас,
Ең алғаш “плазма” ұғымын Ленгмюр мен Томсон өткен ғасырдың
Плазма физикасын жеке ғылыми пән ретінде алынуына тек лабораториялық
Жылу энергиясын электр энергиясына айналдыру, плазмалық реактивті қозғалтқыштарды және
Плазмаға сырттай әсер ету кезінде және әсер етпеу
Плазмада зарядталған бөлшектер қатарына электрондар мен иондар жатады. Әлем
Плазманы:
- Плазманың жеке бөлшектерінің қозғалысы арқылы;
- Магниттік гидродинамика теңдеулері арқылы;
- Плазманың бөлшектері мен ондағы пайда болатын толқындарды кинетикалық
Плазманың көптеп кездесетін түрлері:
Жасанды плазма: Плазмалық панель (телевизор, монитор), люминестцент және неон
Жердің табиғи плазмасы: найзағай, қасиетті эльманың оттары, солтүстік сәулесі,
Классикалық және астрофизикалық плазма: Күн және басқа жұлдыздар (термоядролық
Өте тығыз плазмада зарядталған бөлшектер бір - бірен өте
(1)
Өзара әрекетесудің артықшылықтары: Дебай радиусының экрандалуы плазмаға тән мөлшерден
.
Плазмалық жиілік: бөлшектердің соқтығысуы арасындағы орташа уақыт плазмалық тербелістер
(3)
Дебай радиусы (Дебай ұзындығы) электрондардың қайта таралуының есібенен пайда
(4)
Комплексті (тозаңды) плазма деп құрамында электрондар, иондар, нейтрал атомдар
Тозаңды плазмада орындалатын шарттар тіпті әр түрлі және оның
Көптеген әрекеттесуші бөлшектер жүйесінің негізгі сипаттамаларының бірі идеалсіздік параметрі
.
Мұндағы бөлшектер арасындағы орташа арақашықтық, ал Т
.
(Иондар бір рет зарядталған деп есептелді). Жүйені Г
Алдыңғы жағдайда тозаңды бөлшектер жүйесіндегі жағдайдан сапалы түрде ерекшеленеді.
(7)
(Тозаңды бөлшектердің зарядтары тіркелген болып табылады). Кері жағдайда
(8)
Мұнда экрандалу плазма электрондармен және иондармен жүргізіледі. Бұл модель
Тозаңды плазманы лабораториялық жағдайда 1920 жылдарда - ақ
Сонымен қатар тозаң мен тозаңды плазма ғарыштық кеңістікте кең
Тозаңды плазманың осындай қызықты процестерін анықтау үшін алдымен онда
Тозаңды плазма конденсацияланған заттың зарядталған бөлшектерінен құралған иондалған квазибейтарап
Тозаңды бөлшектер өте күшті әрекеттесіп, сұйық немесе кристалды құрылымды
Тозаң және тозаңды плазма зертханалық жағдайда да өте белсенді
Тозаң бөлшектері плазмаға дейін енгізіліп қана коймай, сол сияқты
Бұл дипломдық жұмыс 5 бөліктен тұрады. Оның бірінші бөлімінде
Тозаңды плазаманың даму сатыларын жылнама реттілігімен былай көрсетуге болады:
1920 жыл — И.Ленгмюр тозаңды плазманы тұңғыш мәрте
1959 жыл — зарядталған микробөлшектердің квазикристалдық ретті құрылымы зертханалық
1986 жыл — теңестірілмеген газбен разрядталған плазманың тозаңды ішкі
1980 жылдар соңында- тозаң зарядын зерттеу, электрмагниттік толқындардың таралуы,
1990 жылдардың басы — қондырғыларда плазмалық тозаңдану және улануды
1994 жыл — М. Планка (Гархинг, Германия) атындағы Жерден
1996 жыл — Мәскеудегі Ресейдің жоғары температура Институтының бір
1998 жыл — Мәскеудегі Ресейдің жоғары температура Институтының бір
2001 жыл — Ресейдің жоғары температура Институты және М.
2005 жылы елімізде тұғңғыш рет әл – Фараби атындағы
ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМА
Жоғарыда айтылғандай, тозаңды плазма дегеніміз құрамында өлшемдері
Плазмадағы тозаңды бөлшектер электрлік зарядқа ие болады және плазманың
Тозаңды бөлшектердің зарядының үлкен болу салдарынан әрекеттесетін зарядтардың көбейтіндісіне
Зарядталған микробөлшектердің реттелген құрылымын алғаш рет (модификацияланған тұзақтың көмегімен)
Сурет 1 - Тозаңды бөлшектердің электрод маңайындағы аумақты ВЧ–
Тігінен қарағанда, бөлшектер бірінін астына бірі тізбек тәрізді орналасқан.
Суытқанда тозаңды плазма шөгінді түзеді (сурет 2, 3, 4).
Сурет 2 - Солғын анод разрядының жанындағы тозаңды түзіліс
Сурет 3 - Солғын разряд жанғанда түзілетін тозаң [11]
Сурет 4 – Солғын разрядтағы тозаңды құбылыстардың типтік өлшемі
Тозаңды плазманың әртүрлі күйлері анықталған: газбен разрядталған плазма, термиялық
Зарядталған бөлшектер бір - бірімен әрекеттесе отырып (сурет 5),
Сурет 5 - Кулондық өзара әрекеттесулер [12]
Осы байқалған қызықты процестерге байланысты көп ғалымдар осы салаға
Тура сондай кулонды кристалдың құрылымы Шунгли Ұлттық Университетінде де
Ал, келесі жасалған (Жоғарғы температуралар институты РҒА) тәжірибеде солғын
Қазіргі кезде тозаңды плазманы зерттеудің мынадай басты бағыттарын бөліп
1) Плазмада тозаңды құрылымдардың пайда болуы, олардың кристалдануы және
2) Тозаңды плазмадағы элементар процестер: плазмадағы тозаңды бөлшектердің арасындағы
3) Тозаңды плазмадағы сызықтық және бейсызықтық толқындардың пайда болуы
Сурет 6 – Көп кездесетін плазма түрдері келтірілген.
ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМАНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУГЕ АРНАЛҒАН ЭКСПЕРИМЕНТТІК ҚОНДЫРҒЫЛАРҒА ШОЛУ ЖАСАУ
Тозаңды плазманың қасиеттерін зерттеу қазіргі таңда қарқынды дамып келе
Газразрядтты түтікше
Әмбебап вакумды құрылғы
Қорек көздері
Басқару пульті
Электронды өлшеуіш құрылғылар
Жұмыс істеуге арналған газ балондары
Қондырғының ең басты бөлігі газразрядты түтікше болып табылады, ол
Разряд облысының жоғарғы жағындағы бүйірінде орналасқан түбі тор контейнерде
Қаншалықты біз тозаңды бөлшектердің құрылымын және шамасын көзбен көре
Тозаңды бөлшектерді жарықтандыру үздіксіз диодты лазердің көмегімен жүзеге асырылады.
Сурет 7 – Тәжірибелік қондырғы [13]
ТОЗАҢДЫ ПЛАЗМАДАҒЫ ЭЛЕМЕНТАР ПРОЦЕСТЕРІ
3.1 Тұтас бағанды разрядтың стратталуы
Жоғарыда айтылғандай, тозаңды бөлшектердің стратта ілінуі және олардық
Страт дегеніміз иондалған тұтас бағанды разрядтың тұрақсыздығы. Электрондар көбінесе
Стратта тозаңды бөлшектердің орнығуы үшін электрлік күш пен ауырлық
Көбінесе инертті газдардағы страттар жиілігі бірден ондаған кГц
Сурет 8 – Эксперементтік қондырғылағы солғын разрядтағы тұрақталған страттардың
Cурет 9 - Солғын разрядтағы тұрақталған страттардың жүруінің сұлбасы
Тозаң плазмаға толығымен енген кезде электрондарды өзіне тарту әсерінен
Егер осы екі күш белгілі болатын болса, онда тозаңды
,
бұнда - электр күші, - тартылыс
,
болғандықтан, бұндағы - элементарлы заряд, ал
.
.
Бұл жерде басты мақсат жергілікті электр өрісін табу болып
3.2 Плазмадағы тозаңды бөлшектердің зарядталуы
Плазмадағы тозаңды бөлшектердің электрлік зарядының пайда болуына алып келетін
Cурет 10 - Тозаңды бөлшектердің плазмада зарядталуының мүмкін болатын
а – термоэмиссия,
ә - ядролық қоздыру,
б – электрондардың жұтылуы (жабысуы),
в – фотоэмиссия.
3.3 Тозаңды бөлшектердің қос корреляциялық функциясы
Қос корреляциялық функция бір - бірінен r - қашықтықта
,
- тозаңды бөлшектердін горизонталь (вертикаль) қимасының концентрациясы;
- шеңбер қабаттағы орташа бөлшектер саны.
Корреляциялық функцияның ауытқуы алынған статистиканың шамасына тәуелді. Қарастырылып отырған
Плазмалық - тозаңды құрылымның кристалдануын анықтаудың бірнеше шарттары
1) Қос корреляциялық функцияға қатысты периодтық тербелістің бар болуы.
2) Қос корреляциялық функцияның бірінші минимумы мен бірінші максимумының
3) Бірінші максимумның биіктігі 2,7 болу
Сурет 11 - Кристалл тозаңды құрылымның қос корреляциялық функциясының
Төменде көрсетілген суреттерде (12, 13) разрядттың әртүрлі қысымында және
Сурет 12 - Солғын разрядтағы тозаңды бөлшектердің корреляциялық
Сурет 13 - Солғын разрядтағы тозаңды бөлшектердің корреляциялық
4 ПЛАЗМАНЫ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДА ҚОЛДАНУ
4.1 Токамак
Токамак (тороидальды камера магнитты катушкамен) – БТС –
Плазма тұрақсыз болғандықтан токамак құрылғысы толық жасалып біткен жоқ
Сурет 14 – Токама́ктың ішкі құрылысы [16]
Токама́кта ең алдымен вакумдық камерадан ауаны сорып алып орнына
Плазма арқылы өтіп жатқан ток екі жұмыс атқарады:
1) Плазманы қыздырады
2) Өзінің сыртынан магнит өрісін тудырады. Бұл магнит өрісін
4.2 Басқарылатын термоядролық синтез
Қазіргі заманда ең басты мәселелердің бірі болып энергия көзі
Бұл жерде энергия деитериидің екі атомының бірігуінен бөлініп шығады.
Басқарылатын термоядролық синтез (БТС) –ауыр атомдарды ыдыратып, жеңіл атомдарды
Сурет 15 - Әр түрлі қоспа графигі.
Сурет 15 - те көрініп тұрғандай үлкен қиманы D-T
Реакторда әртүрлі жылдамдықпен қозғалатын бөлшектер болатындықтан есептеу кезінде маңызды
Дейтерий + тритий реакциясы (қоспа D-T). Ең оңай жасалатын
(14)
Сурет 16 – Литий - 6 мен дейтерий 6Li(d,α)α
Сурет 17 - Күн – табиғи термоядролық реактор [18]
БТС – ді алу үшін бірден екі шарт орыедалу
T > K (D-T реакциясына)
Лоусон өлшемін ұстап тұру:
nτ > ·с ( D-T
n — жоғары температура плазмасының тығыздығы, τ — плазманы
Синтездеу энергиясын ұзақ уақытқа жететін табиғи энергия көзі ретінде
Плазмалық физикадағы тозаңды бөлшектер деп плазмаға әр түрлі жолмен
Плазмаға енгізілген кез келген қатты зат бірден теріс зарядқа
Бір қарағанда, плазманың тозаңды бөлшектері температураның жоғары көрсеткішіне қарамастан,
Плазмадығы тозаңды бөлшектердің ең көп зерттелген түрі (тәжірибе жүзінде,
4.2.1 Мәселенің бүгінгі күнгі жай - күйі
Басқарылатын термоядролық синтез мәселелерін зерттеу екпіні соңғы кезде қатты
Басқарылатын термоядролық реакцияны зертханаларда күйдіру әдісі бойынша плазма алу
Аталмыш еңбекте біз заманауи ТҚ -дағы қабырғалық плазманың плазмалық
Ең алдымен түсіндірілуі тиіс мәселе, тозаңды бөлшектер плазманың қабырғасында
Заманауи термоядролық бағдарламалар - негізінен токамактардағы плазманы магнитпен ұстап
Бір ескерте кетерлігі, ТҚ - ның орталық бөлігінде қатты
Осы тарапта бір ескерте кетерлігі, болашақ ТҚ - лар
Сондықтан біз қондырғылардағы және ТҚ - дағы қабырғалық плазманың
Қабырғалар плазмаға бейтарап газдарды буландырып әрі инжекциялап қана қоймай,
Плазманы өңдейтін қондырғыларда плазманың көрсеткіштері ТҚ - ның қабырғалық
Иондарды өңдеу тәжірибесінде плазма көлемі әдетте сыртқы әсерлердің негізінде,
4.2.2 Тозаң агломерациясы
Плазмадағы тозаң агломерациясының заманауи ахуалын баяндайтын болсақ, бұл мәселе
,
< және >
,
мұндағы – тозаңды бөлшектердің күңгірттігі, (бұл
(17)
Мұндай баға плазмалық токтың бөлшектеріне тән заряд үшін ультракүлгін
Плазманы өңдеу қондырғыларында агломерацияның екінші сатысының физикалық түсінігі тозаңдар
5 ЭЛЕКТРОНДЫҚ ОҚУЛЫҚ
Қоғамның ақпараттық мәдениет деңгейі мемлекеттің даму көрсеткіштерінің бірі ретінде
Қазір негізінен білім жүйесінің барлық сатылары үшін электрондық оқулықтар
Internet технологияларының кеңінен таралуы қашықтықтан оқыту әдісінің жедел дамуына
Дипломдық жұмысқа қосымша осы электрондық оқулықты пайдаланушыларға түсінікті, әрі
Төмендегі электрондық оқулық қарапайым программалардың көмегімен және HTML,
Бұл электрондық оқулық дипломдық жұмысқа қосымша ретінде жасалған. Басты
Осы электрондық оқулықта тозаңды плазма туралы мәліметтер ауға болады.
Электрондық оқулық үш бөліктен тұрады, жоғарғы екі шеткі ортанғы.
Сурет 18 - Электрондық оқулықтың басты беті
Сурет 19 - Сілтемелер тышқанды жақындатқанда ақ түске ауысады
Сурет 20 - Сілтемелер тышқанды жақындатқанда қоңыр түске ауысады
Бұл жерде сілтеме үш бөліктен тұрады. Мысалыға «Технологияда» бөлімін
Артықшылығы өзіңізге қажетті сілтемені тез таңдайсыз және ыңғайлы.
Сурет 21 – Электрондық оқулықтағы күнтізбе
Күнтізбе үш бөліктен тұрады. Бірінші бөлікте ай мен
Ол уақытты өзі қосылып тұрған компютер бойынша көрсетеді. Кемшіліні
Сурет 22 - Бес сурет ауысып тұрады
Бұл жерде бес плазманың суреттері кезегімен үш сикунд аралықта
Сурет 23 - әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университетінің Физика-техникалық
Бұл жерде басшылықтың астында физика - техникалық фаультетінің мұғалімдерінің
Сурет 24 - Физика-техникалық факультетінің ашқан жаңалықтары туралы видеосы
Сурет 25 - Сәндік түрде тұрған жер шары
Бұл сурет flesh түрінде сақталған. Ол барлық электрондық оқулықта
Артықшылығы суретті жоғары, төмен, оңға солға және де алыстатып
Кемшілігі компютеріңізде Internet желісі болмаса қосылмайды.
Сурет 26 – Үш тест нұсқасы. Кемшілігі әр нұсқада
Сурет 27 – СӨЖ тақырыптары
Сурет 28 – Плазма жайында дәріс тақырыптары
Сурет 29 – Мысал ретінде бірінші дәріс
ҚОРЫТЫНДЫ
Плазма физикасын жеке ғылыми пән ретінде алынуына тек лабораториялық
Жылу энергиясын электр энергиясына айналдыру, плазмалық реактивті қозғалтқыштарды және
Жұмыста плазма, тозаңды плазма және оларды заманауи технологияларға қолдану
Бұл жұмыста плазма және тозаңды плазма туралы керек мәліметтер
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
http://ru.wikipedia.org/wiki/Плазма
Цытович В.Н., Винтер Д.Ж.. Пыль в установках управляемого термоядерного
Оразбаев С.А., Плазмалық – тозаңды құрылымдардың Динамикалық қасиеттерінің бейнекамераның
Джумагулова К.Н., Баймбетов Ф.Б., Рамазанов Т.С., Коданова С.К. Основы
Фортов В.Е., Храпак А.Г., Храпак С.А., Молотков В.И., Петров
http://ru.wikipedia.org/wiki/Пылевая_плазма
Райзер Ю. П., Физика газового разряда, Наука, М, -
Амангалиева Р.Ж. Определение электростатической силы и силы ионного увлечения,
Фортов В.Е., Нефедов А.П., Торчинский В.М., Молотков
Рамазанов Т. С., Досболаев М. К., ДжумабековА. Н., Петров
Цытович В.Н. Успехи физических наук (1997);
Досболаев М. К., Экспериментальное исследование свойств пылевой плазмы –
Лукьянов С.Ю. Ковальски Н.Г. Горячая плазма и управляемыи ядерны
Рамазанов Т. С., Досболаев М. К., ДжумабековА. Н., Петров
Томсон Л., Веллинг Л. Разработка Web-приложений на PHP и
Ваулина О.С., Петров О.Ф., Фортов В.Е. Анализ парной корреляции
Миямото К. Основы физики плазмы и управляемого синтеза /
http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Nuclear_reaction_ Li6-d.svg
http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Sun_in_X-Ray.png
Путвинский С.В.Возможна ли будущая энергетическая система без
Лукьянов С.Ю. Ковальски Н.Г. Горячая плазма и управляемыи ядерны
Plasma-energy Technologies for Improvement and Economy Indexes /
Plasma-Energy Technologies of Solid Fuel Use on Thermal Power
Цытович В.Н., Винтер Д.Ж.. Пыль в установках управляемого термоядерного
Цытович В.Н., Винтер Д.Ж.. Пыль в установках управляемого термоядерного
Амангалиева Р.Ж. Определение электростатической силы и силы ионного увлечения,
Фортов В.Е., Нефедов А.П., Торчинский В.М., Молотков
Ваулина О.С., Петров О.Ф., Фортов В.Е., Экспериментальное исследования динамика
Нефедов А.П., Петров О.Ф., Фортов В.Е., Кристаллические структуры в
http://ru.wikipedia.org/wiki/Управляемый_термоядерный_синтез
http://ru.wikipedia.org/wiki/Токамак
http://wsyachina.narod.ru/physics/crystals_in_plasm.html
Старостин А.Н. Пылевая плазма в природе и в лаборатории
Байжұманов М.Қ., Жапсарбаева Л.Қ. Информатика // Астана 2004.-c 53.
Дронов В.А. HTML 5, CSS 3 и Web 2.0:
ҚОСЫМША А
Глоссарий
Тозаңды плазма– құрамында электрондар, иондар, нейтрал атомдармен қатар
Страт– иондалған тұтас бағанды разрядтың тұрақсыздығы.
Дебай радиусы (Дебай ұзындығы) электрондардың қайта таралуының есібенен пайда
ҚОСЫМША Ә
Қысқартулар мен белгілеулер
ТЯР – термоядерлі реактор
МГД – магнитті гидродинамикалық генератор
БТС - Басқарылатын термоядролық синтез
ТҚ – термоядролық қондырғы
e – электрон заряды
- бөлшектердің жылулық қозғалысы
Z - бөлшектердің заряды
rd – тозаңды бөлшектердің радиусы
ad – бөлшектердің орташа арақашықтығы
n2d - горизонталь қимадағы тозаңды бөлшектердің концентрациясы
φ – электр өрісінің потенциалы
Lp - страттардың кеңістіктік периоды
(D = ( Дебай радиусы
(j сорттағы бөлшектердің еркін жүру жолы
N – зарядталған бөлшектердің концентрациясы
ҚОСЫМША Б
Электрондық оқулықтың видео көрінісі бар бөлігіндегі HTML коды
Басты бет
ҚазҰУ жетістігі
Презентация
.doc диплом
Орындаған
http://kaznu.kz/
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті
Тозаңды плазманың зарядталуы
Плазмадағы тозаңды бөлшектердің зарядталуы
Жартылай иондалған классикалық гeлий плазмасының диэлeктрлік өтімділік тeнзоры
Күн жүйесi туралы
Космогониялық және космологиялық болжамдар
Оптикалық кванттық генератор
Аспан денелерінің қозғалысы
Өндіруші бұқалардың тұқымдық құрамын анықтау
Қазақстанда туған бұқалардың шәуетінің сапасы шетелдерде туған бұқалардың шәуетінің сапасын зерттеу
“ВАКУУМДЫҚ ТЕХНИКА” БОЙЫНША ЭЛЕКТРОНДЫҚ ОҚУ-ҚҰРАЛЫН ЖАСАҚТАУ