Численная оценка термодинамических параметров плазмы якоря электромагнитного ускорителя макрочастиц

Предложен подход, позволяющий оценивать термодинамические параметры плазмы якоря рельсового электромагнитного ускорителя с учетом неидеальности. Плазма якоря считается несжимаемым квазинейтральным газом, свойства которого меняются только вдоль направления движения. Рассматривается двумерное распределение индукции магнитного поля в окрестности плазменного якоря. Предполагается, что атомы однократно ионизованы, а электроны, ионы и нейтральные атомы имеют одну и ту же температуру. Степень ионизации вычисляется из уравнения Саха, а электропроводность плазмы якоря рассчитывается в приближении Спитцера.
Полученная система уравнений дополняется данными, замеренными в эксперименте (ток в цепи ускорителя, падение напряжение на выходе ускорителя, длина якоря, определенная на основании показаний индуктивных датчиков). Свойства плазменного якоря находятся по параметру неидеальности и температуре итерационно. Сравнивается длина якоря, определенная в эксперименте, с длиной, рассчитанной по полученным соотношениям. Значения статистических весов определяются методом интерполяции заданных таблично данных, зависящих от давления и температуры.
Обработка экспериментальных данных позволила получить оценку параметров плазмы якоря с учетом ее неидеальных свойств. Показано, что: 1) при плотностях тока около 80 кА/см$^2$ меняется характер зависимостей температуры и электропроводности плазмы от плотности тока; 2) электропроводность плазмы описывается приближенной зависимостью $\sigma(T)=\sigma(T/T_0)^n$, где $\sigma_0=1{,}556$ См/см; $n=1{,}988$, $Т_0=1\,000$ К.