The gas-dynamic two-component model of the interaction of cold neutral gas and hot plasma is presented. It is assumed in the model that the gas consists of atomic hydrogen. Plasma is assumed to be quasi-neutral and magnetic fields are ignored. The components interact by charge exchange process of the H atoms and plasma protons, also the influence of electron heat conduction on the interface structure are investigated.
We demonstrate distribution of gas-dynamic parameters for plasma and neutral components in the interaction region and investigate time evolution of the interaction interface from the beginning of the interaction between neutral gas and plasma to very large time-intervals. Charge-exchange of atoms with heavy ions is a possible source of the X-ray emission. The charge-exchange rate as function of distance and time is presented. It is shown that in the interface the rate has maximum.
В работе представлена газодинамическая двухкомпонентная модель взаимодействия холодного нейтрального газа и горячей плазмы. Под нейтральным газом понимается газ атомарного водорода, плазма считается квазинейтральной. Две компоненты взаимодействуют между собой посредством резонансной перезарядки атомов водорода на протонах плазмы. В начальный момент времени предполагается равенство давлений в двух средах.
Показано течение нейтральной и заряженной компонент, возникающее после соприкосновения масс холодного газа и горячей плазмы. Определена структура сформировавшейся переходной области, разделяющей нейтральный газ и плазму, и распределение газодинамических параметров в ней. Также предложена модель взаимодействия нейтрального газа и плазмы, учитывающая как процесс перезарядки, так и процесс электронной теплопроводности в плазме.
Задача о взаимодействии холодного нейтрального газа с горячей плазмой имеет широкое применение в астрофизике. В частности перезарядка тяжелых ионов, присутствующих в горячей плазме, на атомах водорода приводит к возникновению рентгеновского излучения. В работе представлена оценка величины, характеризующей интенсивность рентгеновского излучения, для всей области, занимаемой смесью заряженных и нейтральных частиц, и показано, что в сформировавшемся переходном слое эта величина достигает максимума именно в сформировавшемся переходном слое.
газодинамическая модель, квазинейтральная плазма, нейтральный газ, электронная теплопроводность, резонансная перезарядка
