Ein 1 1/2 dimensionales kinetisches Modell aktiver und passiver Hochspannungsplasmaentladungen

Motiviert durch die bisherigen Hochspannungsplasmaexperimente, die in-situ durchgefuehrt wurden, wird in der vorliegenden Arbeit ein kinetisches, zeitabhaengiges Modell zur Beschreibung der einsetzenden Plasmaentladung entwickelt. Durch die Beruecksichtigung von Neutralgas- und Plasmaemissionen koennen erstmals auch aktive Stromsammlungsprozesse, wie sie beim Einsatz von Hohlkathoden stattfinden, kinetisch beschrieben werden. Besondere Aufmerksamkeit wird den Randbedingungen geschenkt, um ein realistisches Ladungsverhalten zu modellieren. Mithilfe eines externen Stromkreises werden die Plasmastroeme selbstkonsistent geschlossen. Neben der Rueckkopplung ueber den externen Stromkreis werden am aeusseren Modellrand (bei der Modellierung aktiver Stromsammlung an beiden Modellraendern) aus einem Plasmareservoir Teilchenstroeme injiziert. In dem dynamischen Modell kann die Bildung einer Plasmastoerschicht, aus der die Ionen voellig herausgedraengt werden, gut verfolgt werden. Die aeussere Grenze der Stoerschicht ist allerdings nicht starr, sondern oszilliert und regt auf diese Weise (vermutlich ionen-akustische) Wellen an, die allerdings auf der Zeitskala der Simulation nicht mehr voll erfasst werden koennen. (orig./HK)Encouraged by in situ high-voltage experiments carried out in the past, the study under review develops a kinetic time-dependent model for description of incipient plasma discharges. Neutral-gas and plasma emissions are considered, and a first kinetic description can be given of active current collection processes as observed when using hollow cathodes. Special emphasis is placed on the relevant basic conditions to be able to model a realistic discharge behaviour. A self-consistent circulation of the plasma currents is achieved by means of an external circuit. In addition to the external-current feedback, particle currents from a plasma reservoir are injected in the area of one of the outer model boundaries (in the case of active current collection modeling they are injected in the area of both model boundaries). The dynamic model allows one to observe the formation of an interference layer which drives out the ions. The outer boundary of the interference layer is not rigid. It oscillates and induces (presumably ion-acoustic) waves which, however, are not fully detected on the simulation time scale. (orig./HK)Available from TIB Hannover: RA 1818(90) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman