4.12 Магнитогидродинамический эффект. Мгд – генераторы.

Магнитогидродинамический эффект - возникновение электрического поля и электрического тока при движении электропроводной жидкости или ионизированного газа в магнитном поле. Магнитогидродинамический эффект основан на явлении электромагнитной индукции, т.е. на возникновении тока в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля. В данном случае, проводниками являются электролиты, жидкие металлы и ионизированные газы (плазма). При движении поперек магнитного поля в них возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов противоположных знаков. На основе магнитогидродинамического эффекта созданы устройства - магнитогидродинамические генераторы (МГД генераторы), которые относятся к устройствам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую.

Если проводником является жидкость, то генерирование электроэнергии идет только вследствие преобразования части кинетической или потенциальной энергии потока электропроводной жидкости практически при постоянной температуре.

На рис. 1 показан принцип действия МГД генератора, где указано направление магнитного поля В, приложенного к проводнику (движущемуся электролиту, металлу, ионизированному газу, плазме) со скоростью V.

Электрическая энергия снимается с концов электродов (кондукционные МГД генераторы), контактирующих с движущейся токопроводящей средой (на рис. 1 показано сопротивление нагрузки R) или с помощью индуктивной связи потока с цепью нагрузки (индукционные МГД генераторы).

МГД эффект используется в электрореактивных ракетных двигателях, в расходомерах электропроводящих жидкостей, в магнитогидродинамических генераторах электроэнергии, в которых осуществляется прямой переход тепловой энергии в электрическую. Основное преимущество МГД - генераторов перед тепловыми (например, газовыми турбинами) состоит в том, что плазма имеет высокую температуру, а это приводит к повышению КПД.

4.13 Масспектрометры. Укорители заряженных частиц.

В реальной практике обычно используются два класса приборов: энергоанализаторы, в которых при известных т/z находится распределение частиц по скоростям или энергиям, и масспектрометры (массанализаторы), в которых для всех частиц задается одинаковая скорость и определяется их масса.

Прежде чем приступить к знакомству с наиболее типичными приборами, введем некоторые определяющие параметры, характеризующие их работу. Для этого рассмотрим энергетический анализатор на основе плоского конденсатора, который широко применяется в современном опыте [13].

На конденсатор (рис. 13) подана разность потенциалов U0, расстояние между пластинами h. Анализатор имеет две щели s1 и s2, входную и выходную, соответственно. Поток частиц инжектируется под углом θ . При этом частицы описывают дугу высотой h0. Угловой разброс частиц равен α в плоскости z — у и γ в плоскости z — х.

Ускоритель заряженных частиц - установка, позволяющая в лабораторных условиях получать направленные пучки ионов, протонов, электронов и других заряженных частиц с большой кинетической энергией.

Различают ускорители прямого действия, линейные ускорители, ускорители на встречных пучках и циклические ускорители заряженных частиц.