Uciekające elektrony

Termin uciekające elektrony (RE) jest używany do określenia elektronów , które ulegają przyspieszeniu swobodnemu spadaniu do sfery cząstek relatywistycznych . OZE można sklasyfikować jako termiczne (o niższej energii) lub relatywistyczne. Uważa się, że badanie uciekających elektronów ma fundamentalne znaczenie dla naszego zrozumienia fizyki atmosfery wysokich energii. Są również widoczne w jądrowej tokamaków , gdzie mogą uszkodzić reaktory.

Błyskawica

Uciekające elektrony są kluczowym elementem teorii rozchodzenia się wyładowań atmosferycznych opartej na niekontrolowanym przebiciu. Od czasu CTR Wilsona w 1925 r. prowadzono badania w celu zbadania możliwości uciekających elektronów, opartych na promieniowaniu kosmicznym lub w inny sposób, inicjujących procesy wymagane do generowania błyskawic.

Występowanie pozaziemskie

Błyskawice oparte na ucieczce elektronów mogą występować na czterech planetach Jowisza oprócz Ziemi. Symulowane badania przewidują, że niekontrolowane procesy rozpadu prawdopodobnie wystąpią na tych gazowych planetach znacznie łatwiej na Ziemi, ponieważ próg rozpoczęcia niekontrolowanego rozpadu jest znacznie mniejszy.

Plazma wysokoenergetyczna

Zjawisko uciekających elektronów zaobserwowano w wysokoenergetycznych plazmach . Mogą stanowić zagrożenie dla maszyn i eksperymentów, w których te plazmy istnieją, w tym ITER . Istnieje kilka badań badających właściwości uciekających elektronów w tych środowiskach ( tokamak ), poszukujących lepszego tłumienia szkodliwych skutków tych niechcianych uciekających elektronów.

Symulacje komputerowe i numeryczne

To wysoce złożone zjawisko okazało się trudne do modelowania za pomocą tradycyjnych systemów, ale zostało częściowo wymodelowane za pomocą najpotężniejszego na świecie superkomputera. Ponadto zasymulowano aspekty ucieczki elektronów za pomocą popularnego modułu do modelowania fizyki cząstek elementarnych Geant4 .

Eksperymenty kosmiczne

TARANIS (CNES)
ASIM (ESA)

Bibliografia _ Smith, David M.; Cummer, Steven A. (1 listopada 2012). „Fizyka atmosfery wysokoenergetycznej: ziemskie błyski promieniowania gamma i powiązane zjawiska” . Recenzje nauki o kosmosie . 173 (1–4): 133–196. Bibcode : 2012SSRv..173..133D . doi : 10.1007/s11214-012-9894-0 . ISSN 0038-6308 .
^ Wilson, CTR (1925). „Przyspieszenie cząstek β w silnych polach elektrycznych, takich jak chmury burzowe”. proc. Cambridge Philos. soc . 22 (4): 534–538. Bibcode : 1925PCPS...22..534W . doi : 10.1017/s0305004100003236 . S2CID 121202128 .
^ Gurewicz, Av; Milikh, Gm; Roussel-Dupre, R. (1992). „Uciekający elektronowy mechanizm rozkładu powietrza i wstępnego kondycjonowania podczas burzy”. Listy z fizyki . 165,5 (5–6): 463. Bibcode : 1992PhLA..165..463G . doi : 10.1016/0375-9601(92)90348-p .
Bibliografia _ Coleman, L; Lopez, R; Saleh, Z; Concha, D; brązowy, M; Rassoul, H. (2006). „Uciekająca awaria w atmosferach Jowisza” . Listy z badań geofizycznych . 33 (22): L22813. Bibcode : 2006GeoRL..3322813D . doi : 10.1029/2006gl027633 .
Bibliografia _ Plyusnin, V.; Alper, B.; Alves, D.; Bazylew, B.; Belonohy, E.; Boboc, A.; Brezinsek, S.; Coffey, I.; Decker, J (2015-09-01). „Generowanie i łagodzenie uciekającej wiązki elektronów podczas zakłóceń w JET-ILW” . Fuzja jądrowa . 55 (9): 093013. Bibcode : 2015NucFu..55i3013R . doi : 10.1088/0029-5515/55/9/093013 . hdl : 11858/00-001M-0000-0029-04D1-5 . ISSN 0029-5515 . S2CID 92988022 .
^ Lewko; Jatom; Wekselman; Glezier; Gurowicz; Krasika (2012). „Symulacje numeryczne generowania niekontrolowanych elektronów w gazach pod ciśnieniem”. Journal of Applied Physics . 111 (1): 013303–013303–9. ar Xiv : 1109.3537 . Bibcode : 2012JAP...111a3303L . doi : 10.1063/1.3675527 . S2CID 119256027 .
^ Skeltved, Aleksander Broberg; Østgaard, Mikołaj; Carlson, Brant; Gjesteland, Thomas; Celestyn, Sebastien (2014). „Modelowanie relatywistycznej lawiny uciekających elektronów i mechanizmu sprzężenia zwrotnego za pomocą GEANT4” . Journal of Geophysical Research: Fizyka kosmiczna . 119 (11): 9174–9191. ar Xiv : 1605.07771 . Bibcode : 2014JGRA..119.9174S . doi : 10.1002/2014JA020504 . PMC 4497459 . PMID 26167437 .

[1] Bibliografia _ Smith, David M.; Cummer, Steven A. (1 listopada 2012). „Fizyka atmosfery wysokoenergetycznej: ziemskie błyski promieniowania gamma i powiązane zjawiska” . Recenzje nauki o kosmosie . 173 (1–4): 133–196. Bibcode : 2012SSRv..173..133D . doi : 10.1007/s11214-012-9894-0 . ISSN 0038-6308 .

[2] Wilson, CTR (1925). „Przyspieszenie cząstek β w silnych polach elektrycznych, takich jak chmury burzowe”. proc. Cambridge Philos. soc . 22 (4): 534–538. Bibcode : 1925PCPS...22..534W . doi : 10.1017/s0305004100003236 . S2CID 121202128 .

[3] Gurewicz, Av; Milikh, Gm; Roussel-Dupre, R. (1992). „Uciekający elektronowy mechanizm rozkładu powietrza i wstępnego kondycjonowania podczas burzy”. Listy z fizyki . 165,5 (5–6): 463. Bibcode : 1992PhLA..165..463G . doi : 10.1016/0375-9601(92)90348-p .

[4] Bibliografia _ Coleman, L; Lopez, R; Saleh, Z; Concha, D; brązowy, M; Rassoul, H. (2006). „Uciekająca awaria w atmosferach Jowisza” . Listy z badań geofizycznych . 33 (22): L22813. Bibcode : 2006GeoRL..3322813D . doi : 10.1029/2006gl027633 .

[5] Bibliografia _ Plyusnin, V.; Alper, B.; Alves, D.; Bazylew, B.; Belonohy, E.; Boboc, A.; Brezinsek, S.; Coffey, I.; Decker, J (2015-09-01). „Generowanie i łagodzenie uciekającej wiązki elektronów podczas zakłóceń w JET-ILW” . Fuzja jądrowa . 55 (9): 093013. Bibcode : 2015NucFu..55i3013R . doi : 10.1088/0029-5515/55/9/093013 . hdl : 11858/00-001M-0000-0029-04D1-5 . ISSN 0029-5515 . S2CID 92988022 .

[6] Lewko; Jatom; Wekselman; Glezier; Gurowicz; Krasika (2012). „Symulacje numeryczne generowania niekontrolowanych elektronów w gazach pod ciśnieniem”. Journal of Applied Physics . 111 (1): 013303–013303–9. ar Xiv : 1109.3537 . Bibcode : 2012JAP...111a3303L . doi : 10.1063/1.3675527 . S2CID 119256027 .

[7] Skeltved, Aleksander Broberg; Østgaard, Mikołaj; Carlson, Brant; Gjesteland, Thomas; Celestyn, Sebastien (2014). „Modelowanie relatywistycznej lawiny uciekających elektronów i mechanizmu sprzężenia zwrotnego za pomocą GEANT4” . Journal of Geophysical Research: Fizyka kosmiczna . 119 (11): 9174–9191. ar Xiv : 1605.07771 . Bibcode : 2014JGRA..119.9174S . doi : 10.1002/2014JA020504 . PMC 4497459 . PMID 26167437 .