اثرات کوانتمی بر ناپایداری رشته‌ای شدن در یک پلاسمای حامل جریان

تعداد 105صفحه در فایل word

چکیده

با توجه به اینکه یکی از ناپایداریهای مهم در پلاسماهای حامل جریان ناپایداری رشته ای شدن است، در این پایان‌نامه به بررسی این نوع ناپایداری در نمونه ای از پلاسمای حامل جریان پرداخته شده است.  با مروری بر سیستم‌های پلاسمایی حامل جریان و ناپایداری‌های آن‌ها، ناپایداری رشته‌ای شدن پلاسمای حامل جریان کوانتمی تحت شرایط پخشی موردمطالعه قرارگرفته است. در ابتدا با نگاهی اجمالی بر پلاسماهای چگال در شرایط کوانتمی، از میان مدل‌های نظری رایج در مطالعه پلاسماهای کوانتمی، به معرفی مدل هیدرودینامیکی کوانتمی و شرایط اعتبار آن پرداخته شده است. با در نظر گرفتن پلاسمای چگال و لحاظ کردن فشار فرمی الکترون‌ها و پتانسیل بوهم، شرط جدیدی بر پارامترهای کنترل کننده ناپایداری رشته ای شدن سیستم به دست آمده است. پس از به دست آوردن معادله حاکم بر میدان مغناطیسی توسط روش‌های شبه تحلیلی و عددی از جمله روش تجزیه آدومین و روش کرنک نیکلسون رفتار دینامیکی میدان مغناطیسی و چگالی پلاسما شبیه سازی شده است و بر اساس آن تأثیر اثرات کوانتمی بر وجود ناپایداری رشته ای شدن،  نرخ رشد ناپایداری رشته ای شدن،  کمینه اندازه رشته‌‌های قابل تشکیل، چگونگی تولید میدان مغناطیسی و تأثیر اثرات کوانتمی در شدت میدان مغناطیسی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت نتایج به دست آمده با نتایج مشابه سیستم کلاسیکی مقایسه گردید. نشان داده شده است که ناپایداری رشته ای شدن در پلاسمای حامل جریان در حالت کوانتمی تضعیف شده است، زمان رسیدن به اشباع افزایش یافته و نیز کمترین اندازه رشته های قابل تشکیل در حالت کوانتمی بزرگتر از حالت کلاسیکی است. در نتیجه اثرات کوانتمی نقش پایدار کننده ای روی ناپایداری رشته ای شدن پلاسمای حامل جریان دارند.

واژگان کلیدی: پلاسمای حامل جریان، ناپایداری رشته‌ای شدن، اثرات کوانتمی، کمینه اندازه رشته‌‌ها،  ادغام رشته‌‌ها، تولید میدان مغناطیسی.