Масс-сепарация в плазме - пространственное
разделение тяжёлых частиц с разной массой или зарядом в первоначально однородном
плазменном объёме, связанное с процессами ионизации и движением частиц в электрич.
и магн. полях, практически всегда присутствующих в плазме. Поэтому M.-с. происходит
в той или иной степени во всех плазменных системах. Так, напр., если на стеклянную
трубку, содержащую при низком давлении смесь двух газов с разными коэф. ионизации,
надеть обмотку, создающую бегущее электрич. поле,
то полем будет сильнее увлекаться легкоионизуемая компонента, что приведёт к
M.-с.
Сепарация частиц по массам всегда проявляется
в плазменных ускорителях. Напр., в ускорителях с замкнутым дрейфом частицы,
родившиеся в одной точке и поэтому прошедшие одну и ту же разность потенциалов
и пересекшие один и тот же магн. поток, на выходе из ускорителя имеют разные
азимутальные скорости
(вследствие сохранения обобщённого момента кол-ва движения), что и приводит
к сепарации. Чётко проявляется M.-с. тяжёлых ионов (примесей) в замкнутых магнитных
ловушках, напр, в токамаках.
Приборы, специально предназначенные для разделения
ионов по массам (точнее, по отношению ,
наз. масс-сепараторами и масс-спектрометрами. M.-с. подробно изучается в "плазменных
центрифугах", к-рые представляют собой осесимметричные системы с продольным
магн. и радиальным электрич. полями. Центр, электрод такой центрифуги может
быть твердотельным или плазменным. Поскольку центрифуговая сепарация аналогична
отстаиванию в поле тяжести, она рассчитывается по барометрич. ф-ле, но на практике
оказывается существенно меньше из-за разл, рода плазменных колебаний. Большие
потенциальные возможности для создания плазменных масс-сепараторов открывает
плазмооптика (см. Плазмооптические системы).
К системам M.-с. в плазме может быть отнесён эл--магн. метод разделения изотопов, поскольку объёмный заряд движущихся в магн. поле ионных пучков нейтрализован малоподвижными электронами, и такие пучки являются плазменными образованиями. Этот метод имеет промышленное применение (см. Изотопов разделение), остальные методы M.-с. в плазме находятся в стадии разработки.
А. И. Морозов