Plasma expansion into gas

Abstract

An initial problem of the low-temperature plasma expansion in an unbounded gaseous medium is considered. It is assumed that the plasma had been created locally in the background gas by a source of ionization which acts during the small enough time. The ions have a temperature of the background gas, the ionization degree is small and the macroscopic gas dynamics is neglectable. We assume the electrons are Maxwellian. The mathematical model and the numerical method for the problem treatment are elaborated. The problem can be interesting in the plasma afterglow studies and for the tasks of laser pumping by a short pulse.

Рассмотрена начальная задача расширения низкотемпературной плазмы в неограниченную газовую среду. Предполагается, что плазма создана локально источником ионизации, действующим достаточно малое время. Ионы имеют температуру фонового газа, степень ионизации плазмы невелика и макроскопические течения газа отсутствуют. Электроны имеют максвелловское распределение. Разработаны математическая модель и численный метод её решения. Задача может быть полезна в исследованиях послесвечения и лазерной накачки коротким импульсом.

Розглянуто початкова задача розширення низькотемпературної плазми в необмежене газове середовище. Передбачається, що плазма створена локально джерелом іонізації, що діє досить короткий час. Йони мають температуру фонового газу, ступінь іонізації плазми невелика і макроскопічні течії газу відсутні. Електрони мають максвелівський розподіл. Розроблено математичну модель та її числовий розв’язок. Задача може бути корисна в дослідженнях післясвітіння і лазерного накачування коротким імпульсом.