Функция распределения ионов по скоростям в плазме собственного газа в условиях, когда основным процессом является резонансная перезарядка. Теория

Найдено аналитическое решение кинетического уравнения Больцмана для ионов в собственном газе при произвольной напряженности электрического поля в плазме в условиях, когда доминирующим процессом является резонансная перезарядка. Функция распределения ионов в сильном поле совпадает с функцией, полученной авторами ранее, а в слабом поле близка к максвелловской функции с температурой атомов. Для амбиполярного поля произвольной величины учтена зависимость сечения резонансной перезарядки от относительной скорости. Показано, что функция распределения ионов по скоростям существенно отличается от максвелловской и определяется двумя параметрами. В широком диапазоне значений приведенного электрического поля получено хорошее согласие результатов расчетов дрейфовой скорости ионов $\rm He^+$ в $\rm He$, $\rm Ar^+$ в $\rm Ar$ и приведенной подвижности $\rm N_2^+$ в $\rm N_2$ с известными экспериментальными данными. Проведено сравнение аналитических расчетов средней энергии ионов при различных значениях приведенного электрического поля с результатами численного моделирования методом Монте-Карло, выполненного другими авторами.