Stochastic heating of electrons in capacitive RF discharges by plasma oscillations

Stochastic heating of electrons by plasma oscillations excited in the capacitive discharge plasma is investigated theoretically. We have obtained criteria, when the stochastic heating take place, and demonstrated numerically that this heating mechanism can be sufficiently effective.Изучен стохастический нагрев электронов плазменными колебаниями, возбужденными в плазме емкостного разряда. Получены условия, при которых стохастический нагрев имеет место и показано численно, что такой механизм нагрева может быть достаточно эффективным.Досліджено стохастичне нагрівання електронів плазмовими коливаннями, які збуджено в плазмі ємкісного розряду. Одержано умови, при яких стохастичне нагрівання має місце і показано чисельно, що зазначений механізм нагріву може бути досить ефективним

Acceleration of the short high-current compensated ion bunches in the peaked fence magnetic field with additional space charge compensation by thermal electrons: 2d3v PIC simulation

The particle in cell simulation results, within the limits of the complete set of the Maxwell-Vlasov equations, of the short high-current compensated tubular ion bunches transportation and acceleration in the peaked fence magnetic field are presented. The ion bunch current, at injection in the cusp, is compensated by electrons. It is shown that additional compensation of the accelerated ion bunch space charge by thermal electrons leads to reduction of its energy dispersion and divergence on an exit from the cusp. It is shown also that overcompensation of the ion bunch space charge by thermal electrons leads not only to increase of energy spread and divergence of an ion bunch on an exit from the cusp, but also to deceleration of an ion bunch.Приведены результаты моделирования методом макрочастиц в рамках полной системы уравнений Власова- Максвелла, транспортировки и ускорения коротких сильноточных трубчатых ионных сгустков в магнитном поле остроугольной геометрии. Ток ионного сгустка при инжекции в касп скомпенсирован электронами. Показано, что дополнительная компенсация объемного заряда ионного сгустка тепловыми электронами приводит к уменьшению его энергетического разброса и расходимости на выходе из каспа. Показано также, что перекомпенсация объемного заряда ионного сгустка тепловыми электронами ведет не только к увеличению разброса по энергии и расходимости ионного пучка на выходе из каспа, но и к замедлению ионного сгустка.Наведено результати моделювання методом макрочасток у рамках повної системи рівнянь Власова-Максвелла, транспортування та прискорення коротких сильнострумових трубчастих іонних згустків у магнітному полі гострокутної геометрії. Струм іонного згустка при інжекції у касп, скомпенсовано електронами. Показано, що додаткова компенсація об'ємного заряду іонного згустка тепловими електронами приводить до зменшення його енергетичного розкиду і розбіжності на виході з каспа. Показано також, що перекомпенсація об'ємного заряду іонного згустка тепловими електронами веде не тільки до збільшення розкиду по енергії і розбіжності іонного пучка на виході з каспа, але і до уповільнення іонного згустка

Particularities of the negative streamer propagation in homogeneous and inhomogeneous electric fields. Computer simulation

The results of numerical simulations of negative streamer propagation in nitrogen in the plane - to - plane and the needle - to - plane geometries are presented. Computer simulations has been performed by finite element method, which allows to accurately describe the boundaries of complicated shape. It is shown that the propagation velocity of the negative streamer in a nonuniform electric field (the needle - to - plane geometry) is always greater than its velocity in a uniform field (the plane - to - plane geometry) at the same electrical potentials on the electrodes. It is shown that with decreasing curvature radius of the needle the streamer propagation velocity increases. The growth of the streamer speed, with decreasing of the needle curvature radius, is stopped when the needle curvature radius reaches a certain critical size. It is shown that in the region of the strong nonlinearity, when the dynamics of the streamer propagation is determined by the space charge, its velocity as a function of the longitudinal coordinate is independent of the needle curvature radius.Приведены результаты численного моделирования методом конечных элементов распространения отрицательного стримера в азоте в геометриях плоскость–плоскость и игла–плоскость. Показано, что скорость распространения стримера в неоднородном поле (геометрия игла–плоскость) всегда больше его скорости в однородном поле (геометрия плоскость–плоскость) при одинаковых потенциалах на электродах. Показано, что при уменьшении радиуса кривизны иглы скорость распространения стримера возрастает. Рост продолжается до некоторого критического радиуса, после которого рост скорости стримера практически прекращается. Показано также, что в области сильной нелинейности, когда динамика распространения стримера определяется его объемным зарядом, его скорость, как функция продольной координаты, не зависит от радиуса кривизны иглы.Наведено результати числового моделювання методом кінцевих елементів поширення негативного стримера в азоті в геометріях площина–площина і голка–площина. Показано, що швидкість поширення стримера в неоднорідному полі (геометрія голка–площина) завжди більше його швидкості в однорідному полі (геометрія площина –площина) при однакових потенціалах на електродах. Показано, що при зменшенні радіуса кривизни голки швидкість розповсюдження стримера зростає. Зростання триває до деякого критичного радіуса, після якого зростання швидкості стримера практично припиняється. Показано також, що в області сильної нелінійності, коли динаміка розповсюдження стримера визначається його об'ємним зарядом, його швидкість, як функція поздовжньої координати, не залежить від радіуса кривизни голки

Ozone decay in chemical reactor with the developed inner surface

The ozone decay was investigated in a chemical reactor with a developed inner surface on which it dissociates or absorbs. Ozone concentration behaves differently with time depending on where mainly decays ozone - in the volume or on the reactor surfaces. If ozone mainly decays on the reactor surface, the ozone concentration decreases with time as exp(-δt) , where δ is determined by the decay process at the inner surface of the reactor and its total area. If ozone decay occurs primarily in the volume, the ozone concentration decreases with time as 1/(1+σt), where σ is determined by the common process of ozone decay in the volume.Исследована кинетика распада озона в реакторе с развитой внутренней поверхностью, на которой может происходить его распад. В зависимости от того, какой из процессов распада является основным – распад в объёме, или распад на поверхности - концентрация озона ведёт себя по-разному со временем. Если распад озона происходит, в основном, на поверхности, то его концентрация уменьшается со временем пропорционально exp(-δt), где δ определяется процессом распада на внутренней поверхности реактора и её полной площадью. Если же распад озона происходит, в основном, в объёме, то его концентрация уменьшается со временем пропорционально 1/(1+σt), где σ определяется обычным процессом распада озона в объёме.Досліджено кінетику розпаду озону в реакторі з розвиненою внутрішньою поверхнею, на якій може відбуватися його розпад. Залежно від того, який із процесів розпаду є основним розпад в об'ємі або розпад на поверхні концентрація озону поводиться по-різному з часом. Якщо розпад озону відбувається, в основному, на поверхні, то його концентрація зменшується з часом пропорційно exp(-δt), де δ визначається процесом розпаду на внутрішній поверхні реактора та її повною площею. Якщо ж розпад озону відбувається, в основному, в об'ємі, то його концентрація зменшується з часом пропорційно 1/(1+σt), де σ визначається звичайним процесом розпаду озону в об'ємі

Computer simulation of high-current ion bunches transport and acceleration with additional space charge compensation by thermal electrons

The particle in cell simulation results, within the limits of the complete set of the Maxwell-Vlasov equations, of the short (the ion bunch length is much smaller than the cusp length) and long (the ion bunch length is much longer than the cusp length) high-current compensated tubular ion bunches transportation and acceleration in the peaked fence magnetic field are presented. The ion bunch current, at injection in the cusp, is compensated by an accompanying electron bunch. Additional compensation of the ion bunch space charge by means of thermal electrons generated in the drift space has been studied. It is shown that both for short and for long ion bunches, the optimized additional space charge compensation by thermal electrons leads to a reduction of the energy spread of the accelerated ion beam at the output of the cusp.Приведены результаты численного моделирования методом макрочастиц в рамках полной системы уравнений Власова-Максвелла, транспортировки и ускорения коротких (длина ионного сгустка значительно меньше длины каспа) и длинных (длина ионного сгустка значительно больше длины каспа) сильноточных трубчатых ионных сгустков в магнитном поле остроугольной геометрии. Ток ионного сгустка при инжекции в касп скомпенсирован сопровождающим электронным сгустком. Изучена дополнительная компенсация объемного заряда ионного сгустка тепловыми электронами. Показано, что как в случае коротких, так и в случае длинных ионных сгустков оптимизированная дополнительная компенсация объемного заряда тепловыми электронами приводит к уменьшению энергетического разброса ускоряемого ионного пучка на выходе из каспа.Наведено результати числового моделювання методом макрочасток у рамках повної системи рівнянь Власова-Максвелла, транспортування та прискорення коротких (довжина іонного згустка значно менше довжини каспа) та довгих (довжина іонного згустка значно більша за довжину каспа) сильнострумових трубчастих іонних згустків у магнітному полі гострокутової геометрії. Струм іонного згустка при інжекції в касп, скомпенсовано електронним згустком. Досліджено додаткову компенсацію об'ємного заряду іонного згустка за допомогою теплових електронів. Показано, що як у випадку коротких, так і у випадку довгих іонних згустків додаткова оптимізована компенсація об'ємного заряду тепловими електронами призводить до зменшення енергетичного розкиду іонного пучка, який прискорюється на виході з каспа

Computer simulation of positive streamer dynamics in strongly non-uniform electric fields in air. Effect of applied voltage on a streamer velocity for different needle radii

The results of numerical simulations of the propagation of a positive streamer in air are presented. The positive streamer dynamics in the strongly non-uniform electric fields in air was investigated for wide set of applied voltages and needle radii. It is shown that qualitatively the dynamics of positive streamer in air does not differ from the negative streamer dynamics in nitrogen. Namely, streamer velocity has the same behavior in time during propagation in discharge gap, and the same trends with applied voltage increase and with decrease of needle radius.Представлены результаты численного моделирования распространения положительного стримера в воздухе. Динамика положительного стримера в сильно неоднородных электрических полях исследована для широкого набора приложенных напряжений и радиусов иглы. Показано, что качественно динамика положительного стримера в воздухе не отличается от динамики отрицательного стримера в азоте. А именно, скорость положительного стримера в воздухе при распространении через разрядный промежуток ведет себя во времени так же, как и скорость отрицательного стримера в азоте, кроме того, скорость стримера увеличивается с увеличением приложенного напряжения и с уменьшением радиуса иглы.Представленo результати числового моделювання поширення позитивного стримера в повітрі. Динаміка позитивного стримера в сильно неоднорідних електричних полях досліджена для широкого набору прикладених напруг і радіусів голки. Показано, що якісно динаміка позитивного стримера в повітрі не відрізняється від динаміки негативного стримера в азоті. А саме, швидкість позитивного стримера в повітрі, при поширенні через розрядний проміжок поводиться у часі подібно до швидкості негативного стримера в азоті, крім того, швидкість стримера збільшується зі збільшенням прикладеної напруги і зі зменшенням радіусу голки

Ion energy and angular distributions in RF capacitively coupled plasma sources

The possibilities to control ion energy distribution functions (IEDFs) and ion angle distribution functions (IADFs) on electrodes in single- and dualfrequency capacitively coupled plasma (CCP) sources are investigated by means of particle-in-cell/Monte Carlo (PIC/MCC) simulations. It is shown that the IEDFs can be controlled by the driven voltage and frequency in singlefrequency capacitive discharges. It is demonstrated that the IEDFs and IADFs can be controlled by the low frequency voltage in dualfrequency CCP sources.С помощью численного моделирования методом макрочастиц изучены возможности управления функциями распределения ионов по энергиям и углам на электродах в одно- и двухчастотном источниках плазмы на основе ёмкостного разряда. Показано, что функциями распределения ионов по энергиям можно управлять с помощью амплитуды и частоты высокочастотной накачки, поддерживающей разряд в одночастотном источнике плазмы. Показано также, что функциями распределения ионов по энергиям и углам можно управлять с помощью величины амплитуды низкочастотного сигнала в источнике плазмы на основе двухчастотного ёмкостного разряда.За допомогою числового моделювання методом макрочастинок досліджено можливості керування функціями розподілу іонів за енергіями та кутами на електродах у одно- та двухчастотних джерелах плазми на основі ємкісного розряду. Показано, що функціями розподілу іонів за енергіями можна керувати за допомогою амплітуди та частоти високочастотної накачки, яка підтримує розряд у одночастотному джерелі плазми. Показано також, що функціями розподілу іонів за енергіями та кутами можна керувати за допомогою амплітуди низькочастотного сигналу у джерелі плазми на основі двухчастотного ємкісного розряду

КОМПЛЕКСНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ФАЛЬСИФІКОВАНОЇ ТА КОНТРАФАКТНОЇ ПРОДУКЦІЇ: ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРАКТИЧНІ АСПЕКТИ

Examination of counterfeit and adulterated products requires a comprehensive approach. This article discusses the concept of «fraud» and «counterfeiting», given their classification; the need to conduct comprehensive research; the main issues and challenges addressed by experts in various fields of knowledge in the study of counterfeit products. Examination of counterfeit and adulterated products, depending on which product is subject to analysis, requires a whole complex of expert studies: commodity examination (consumer characteristics of products, compliance with standards), examination of substances and materials (to determine what materials or substances the products are made of), documentary examination (product instructions, accompanying documents, warranty cards, certificates, etc), examination in the field of intellectual property (identity or similarity to the degree of confusion of registered marks for goods and services and designations applied to the studied products; presence of all essential features of the patented industrial design in the design of the external form of products or its packaging), chemical and biological examination, etc. In General, the examination of counterfeit and falsified products is one of the means of obtaining evidence, carried out in strict accordance with the current legislation and departmental regulations. Tactics of appointment and carrying out examinations depends on a concrete investigative situation, available forces, means and methods. The conclusion on the results of a comprehensive study provides not only the solution of the question of originality of products, but also the definition in the case of falsification of its form and type. Thus, the goods may be real in terms of intellectual property, but may be falsified in terms of consumer properties or simply defective. In addition, it is necessary to take into account not only the misappropriation of a trademark, name (brand), but also the forgery of qualitative and quantitative characteristics of the goods. Examination for the study of counterfeit and / or counterfeit products is one of the most complex examination and requires a comprehensive approach involving a large number of specialists in various fields of knowledge, requires a lot of experience, availability of information and technical support.Экспертиза контрафактной и фальсифицированной продукции требует комплексного подхода. В данной статье рассмотрены понятие «фальсификация» и «контрафакция», приведены их классификации; обоснована необходимость в проведении комплексного исследования; приведены основные вопросы и задачи, решаемые экспертами в различных областях знаний при исследовании контрафактной и фальсифицированной продукции. Экспертиза контрафактной и фальсифицированной продукции в зависимости от того, какой именно товар подлежит анализу, требует целого комплекса экспертных исследований: товароведческая экспертиза (потребительские характеристики продукции, соответствие стандартам), экспертиза веществ и материалов (для определения, из каких материалов или веществ изготовлена продукция), документальная экспертиза (инструкции к товару, сопроводительные документы, гарантийные талоны, сертификаты и т. п), экспертиза в сфере интеллектуальной собственности (тождество или сходство до степени смешения зарегистрированных знаков для товаров, услуг и обозначений, нанесенных на исследуемую продукцию; наличие всех существенных признаков запатентованного промышленного образца в оформлении внешней формы продукции или ее упаковки), химико-биологическая экспертиза и др. В целом, экспертиза контрафактной и фальсифицированной продукции является одним из средств получения доказательств, проводится в строгом соответствии с действующим законодательством и ведомственными нормативными актами. Тактика назначения и проведения экспертиз зависит от конкретной следственной ситуации, имеющихся сил, средств и методов. Заключение по результатам комплексного исследования предусматривает не только решение вопроса об оригинальности продукции, но и определение в случае фальсификации ее формы и вида. Так, товар может быть настоящим в части интеллектуальной собственности, но может быть фальсифицированным в части потребительских свойств или же просто дефектным. Кроме того, следует учитывать не только незаконное присвоение товарного знака, наименования (марки), но и подделку качественной и количественной характеристик товара. Экспертиза по исследованию фальсифицированной и/или контрафактной продукции относится к наиболее сложной экспертизе и требует комплексного подхода с привлечением большого количества специалистов в различных областях знаний, требует большого опыта, наличия информационного и технического обеспечения.Експертиза контрафактної та фальсифікованої продукції вимагає комплексного підходу. В даній статті розглянуті поняття «фальсифікація» та «контрафакція», наведені їх класифікації; обґрунтована необхідність в проведенні комплексного дослідження; наведені основні питання, розглянуті основні завдання, що вирішуються експертами в різних галузях знань при дослідженні контрафактної та фальсифікованої продукції. Експертиза контрафактної та фальсифікованої продукції в залежності від того, яка саме продукція підлягає аналізу, вимагає цілого комплексу експертних досліджень: товарознавча експертиза, експертиза речовин та матеріалів, експертиза документів, експертиза у сфері інтелектуальної власності, хіміко-біологічна експертиза та ін

Dynamics of chaotic waves under weak nonlinear interaction in the magnetized plasma waveguide

The chaotic dynamics of high-frequency (HF) electromagnetic wave decay into HF electromagnetic waves and LF plasma waves in the magnetized plasma waveguide has been investigated. In contrast to [1-3], where we have investigated the case when one LF wave takes part in the interaction, in this work we consider the case when in the interaction a few of LF waves take part. It is shown that criterion of dynamic chaos occurence [1, 2] not only allows to qualitatively find the parameter region, where the dynamics of weak nonlinear wave interaction is chaotic, but also rather correctly describes the boundary of transition to chaos