Zakljucak

U ovom radu je izvršena modifikacija postojeceg RPA metoda, razradjenog ranije u slucaju vodonicne i kvazi vodonicne plazme, koje se manifestuje proširenjem oblasti primenjivosti ovog metoda na oblast jako jonizovanih više komponentnih plazmi. Kao rezultat, dobijen je prakticno primenjiv RPA metod proracuna staticke elektroprovodosti jako jonizovane plazme sa više jonskih komponenti.

Uporedo sa daljnim razvijanjem RPA metoda, u ovom radu je bila izvršena i odgovarajuca modifikacija takozvane semiklasicne aproksimacije ovog metoda. Tu, da podsetimo, imamo u vidu aproksimaciju koja omogucuje odredjivanje staticke elektroprovodnosti prakticno potpuno jonizovane plazme u kompaktnom analitickom obliku, pogodnom za operativnu laboratorijsku upotrebu. Postojeca verzija semiklasickog metoda je bila razradjena iskljucivo za slucaj dvokomponentne (vodonicne i kvazi vodonicne plazme). Modifikovani semiklasicni metod, razradjen ovde, je primenljiv u slucaju potpuno jonizovanih plazmi sa više jonskih komponenti, sa razlicitim naelektrisanjima jona. Na taj nacin, ovaj generalizovani metod omogucuje teorijsku interpretaciju eksperimentalnih razultata dobijenih u slucaju plazmi sa proizvoljnim jonskim sastavom.

Najzad u ovom radu je izvršena generalizacija pomenutih RPA i semiklasicnog metoda proracuna staticke plazmene elektroprovodnosti na slucaj plazme sa neutralnom atomskom komponentom. Pomenuta generalizacija ovih metoda je zahtevala odgovarajucu modifikaciju izraza za efektivnu kolizionu elektronsku ucestanost, odnosno za efektivno vreme relaksacije slobodnih elektrona koja bi uzela u obzir elasticno elektron-atom rasejanje. Kao rezultat dobijena je mogucnost odredjivanja uticaja atoma na staticku elektroprovodnost plazme razlicitog sastava u širokom opsegu temperatura i pritisaka.

Znacajno je da su svi pomenuti metodi u ovom radu pretoceni u odgovarajuci paket programa koji su vec bili korišceni za obimne proracune, i shodno tome mogu biti tretirani kao potpuno spremni za upotrebu, kako u teorijskim istrazivanjima, tako i za interpretaciju merenjem dobijenih podataka.

Prilikom rada na razvoju pomenutih metoda, morao je biti rešen citav niz ozbiljnjih problema. Glavni od tih problema predstavljalo je odredjivanje adekvatnog modelnog potencijala interakcije elektrona i atoma. Vec postojeci model [13] elektron-atom interakcije, koji je bio razradjen za slucaj atoma sa jednim elektronom izvan potpuno popunjenih ljuski (vodonik i alkalni metali), nije bio adekvatan u slucaju interakcije elektrona sa atomima inertnih gasova i, shodno tome, nije mogao biti primenjen u plazmama takvih gasova. Zato smo u ovom radu morali da razradimo odgovarajucu modelni metod opisivanja elektron-atom interakcije $U(r)$, primenljiv na plemenite gasova. Treba napomenuti da, iako je konkretan zadatak ovog rada odredjivanje transportnih osobina helijumske, vodonicne i vodonicno-helijumske plazme (a time i odgovarajucih potencijala elektron-atom interakcije), razvijeni metod je primenljiv na atoma ostalih plemenitih gasova. U toku rada, vec su izvršeni preliminarni proracuni vezani za plazme argona i ksenona.

Pomocu dobijenih modelnih potencijala su izracunati transportni preseci za rasejanje elektrona na atomima helijuma. Rezultati tih proracuna, za atome $He$, su predstavljeni u tabeli 5.12. Moze se primetiti da se veoma dobro slazu sa eksperimentalnim i sa teorijskim vrednostima drugih autora. Odgovarajucom procedurom fitovanja ovi rezultati su predstavljeni u analitickom obliku $Q_{tr}^{fit} = f(E)$, (5.3) koji je pogodan za dalju primenu. S obzirom da je u radu [13] razradjen metod opisivanja e-a interakcije za slucaj vodonika, a time problem odredjivanja transportnog preseka, fokusirali smo se na trazenju analiticke funkcije koja bi bolje opisala $Q_{tr}$ za slucaj atoma u osnovnom stanju.

Jedan od vaznih problema predstavljao je odredjivanje sastava posmatranih vodonickih, helijumskih i vodonicno-helijumskih plazmi. Metod odredjivanja je detaljno opisan u prilogu C, a odgovarajuci razultati su predstavljeni u tabelama 5.1 - 5.3, 5.8 - 5.10 i 5.16 - 5.18. Ocekivano je da u oblasti relativno niskih temperatura u sastavu plazme dominiraju atomi, dok u oblasti viših temperatura medju atomskim cesticama dominantnu komponentu cine joni. Prirodno je da su elektroprovodnost i druga transportna svojstva plazme, odredjene s dominantnom komponentom njenog sastava, što ilustruju slike 5.3 i 5.10. Ostale komponente, uzmu li se u obzir, uslovljavaju male promene transportnih svojstava. Na slici 5.14 predstavljena je elektroprovodnost plazme u zavisnosti od temperature i procentnog sastava vodonika tj. helijuma. Uocava se da sa povecanjem procentnog sadrzaja vodonika u odnosu na helijum u plazmi elektroprovodnost raste što se moze objasniti nizim potencijalom jonizacije vodonika. Takodje, za helijumsku plazmu mozemo zakljuciti da je uticaj atoma na elektroprovodnost izrazit do $30000 K$ a iznad te temperature zanemarljiv, dok je za vodoninu plazmu uticaj atoma na elektroprovodnost zanemarljiv vec iznad $20000K$. Ispitana je zavisnosti elektroprovodnosti od pritiska. U tabelama (5.19), (5.20), (5.21) se moze uociti da elektroprovodnosti raste u zavisnosti od povecanja pritiska.

Poseban znacaj ovog rada se sastoji u tome što dobijeni rezultati mogu biti direktno primenjeni za proracune niza drugih transportnih karakteristika višekomponentnih plazmi. Naime, u nekoliko prethodnih radova [17], [24] [16], [25], [26] je bilo pokazano na koji nacin rezultati dobijeni u vezi sa statickom elektroprovodnošcu mogu biti iskorišceni za proracune elektroprovodnosti plazme u spoljašnjem stacionarnom magnetnom polju, visokofrekventne (HF) elektroprovodnosti plazme, kao i elektronske komponente toploprovodnosti i koeficijenta difuzije, u slucaju vodonicne i kvazi vodonicne plazme. Pošto se sam ovaj nacin ne menja pri prelasku od dvokomponentne(vodonicne i kvazivodonicne) ka višekomponentnim plazmama rezultati dobijeni ovde omogucuju odredjivanje pomenutih karakteristika jako jonizovanih plazmi proizvoljnog sastava.

Dalji razvoj teorije se moze svesti na nekoliko pravaca. Moze se izvršiti proširenje metode na plazme argona, ksenona i ostalih plemenitih gasova. Prirodno, tada se otvara mogucnost analiziranja transportnih osobina plazma njihovi smeša. A takodje mozda najvaznija i najinteresantnija tematika je vezana za dalje unapredjenje proracuna visokofrekventne (HF) elektroprovodnosti, HF koeficijenata reflektivnosti, refraktivnosti, elektricne permeabilnosti.