Влияние вторичной и термоэлектронной эмиссии на коллекторный и истоковый слои пространственного заряда плазмы с конечной температурой ионов: кинетическая теория и численное моделирование

Область между максвелловским источником плазмы и поглощающей поверхностью, эмитирующей холодные электроны, моделируется численно с помощью динамического электростатического моделирования движения частиц и теоретически с использованием статической кинетической модели плазменного слоя. Результаты для стационарной эмиссии применяются прежде всего к вторичным электронам, образующимся под воздействием падающих ионов или электронов, но также справедливы для термоэлектронов и фотоэлектронов. Отношение тока эмитированных электронов к току падающих электронов изменяется до критического коэффициента эмиссии (отношения) и выше него; этот коэффициент вызывает обращение электрического поля у коллектора. Результаты этих моделей очень хорошо согласуются в диапазоне от нуля до пяти критических коэффициентов эмиссии. Увеличение коэффициента вторичной эмиссии снижает потенциал коллектора и уменьшает энергию, передаваемую ионами, но увеличивает полный поток энергии к коллектору. В моделировании наблюдается постепенное нагревание потока вторичных электронов на протяжении многих дебаевских длин, возможно вследствие взаимодействия пучка с плазмой. Это нагревание усиливает флуктуации потенциала, но вызывает лишь небольшие отклонения от предсказаний статической теории.