Модель среднего иона для расчета состояния многозарядной многокомпонентной нестационарной и неравновесной плазмы

Бельков С. А., Гаспарян П. Д., Кочубей Ю. К., Митрофанов Е. И.
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. Тезисы докл. Междунар. математич. конф 1997. Вып.1. С. 10.

      Проведено исследование кинетики ионизации многозарядной нестационарной неравновесной плазмы в приближении среднего иона. В качестве моделей атома рассмотрены приближения водородоподобного иона, энергетические уровни которого зависят либо только от главного квантового числа, либо как от главного, так и орбитального квантовых чисел. Представлены результаты расчетов различных характеристик плазмы, выполненных в рамках этой модели, проведено сравнение с ранее опубликованными данными, а также с расчетами в приближении химической связи. Показано, что модель среднего иона удовлетворительно описывает спектральные характеристики неидеальной плазмы.

      В экспериментах по лазерному облучению мишеней большой интерес представляет процесс столкновения встречных потоков плазмы. Известно, что в области взаимодействия потоков средние пробеги ионов сравнимы с характерными размерами течения или больше их. Поэтому для изучения этого явления необходимы численные методики, основанные на кинетических моделях плазмы. В то же время в невозмущенных областях течения ионные пробеги значительно меньше характерных размеров и рассмотрение этих областей на кинетическом уровне требует неприемлемых вычислительных затрат. В настоящей работе предложена методика для численных расчетов плоских течений плазмы, в которой ионные процессы рассматриваются на кинетическом уровне. Она основана на методе Монте-Карло и требует приблизительно одинаковых вычислительных затрат в областях с малыми и большими пробегами ионов.