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霍尔推力器中由 $\vec E \times \vec B$ 电子漂移不稳定性引起的跨场混沌电子输运

等离子体物理 2019-07-22 v1 混沌动力学

摘要

霍尔推力器工业开发中的一个特别关注点是表征通道出口后观测到的反常跨场电子输运。由于电离效率超过 90%,该区域中性原子密度极低,以致电子碰撞无法解释实验上观测到的高电子通量。事实上,该通量比碰撞输运高 100 倍。在霍尔推力器几何中,由于离子未磁化,电场与磁场构型在电子与离子间产生巨大的漂移速度差,从而生成电子回旋漂移不稳定性或 E×B\vec E \times \vec B 电子漂移不稳定性。此处我们聚焦于由这些 E×B\vec E \times \vec B 漂移不稳定性所产生不稳定模式引起的无碰撞混沌电子输运。我们发现,在这些静电模式存在下电子动力学变得混沌。它们从背景波获取能量,使垂直方向电子温度显著升高,Tperp/Tparallel4T_{\rm perp}/T_{\rm parallel}\sim 4,并沿轴向观测到显著的跨场电子输运。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.08407,
  title  = {Cross-field chaotic transport of electrons by $\vec E \times \vec B$ electron drift instability in Hall thrusters},
  author = {Debraj Mandal and Yves Elskens and Nicolas Lemoine and Fabrice Doveil},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.08407},
  year   = {2019}
}

备注

46th EPS conference on plasma physics, Jul 2019, Milan, Italy