| 11652078 12288 3054 948 1рерывно подавать в зазор между электродами рабочее вещество (ионизуемый газ). Однако вследствие Холла эффекта при стационарном разряде в ускорителе электрич. ток имеет значит. продольную составляющую. Благодаря этому происходит "отжатие" плазмы к катоду, образование прианодных скачков потенциала и т. п., что ведёт к резкому уменьшению кпд. В связи с этим более эффективной оказывается "торцевая" схема (рис. 5, а) с коротким катодом, через к-рый одновременно подаётся рабочее вещество. Ускорение плазмы в торцевом П. у. происходит также в основном за счёт силы Ампера, возникающей при взаимодействии радиальной составляющей jrтока j с азимутальным магнитным полем Нф. Если при постоянной подаче рабочего вещества непрерывно увеличивать разрядный ток Ip, то сначала скорость истечения плазмы и кпд ускорителя будут расти. Однако при нек-ром значении Ip происходит вынос большой части разрядного тока за срез ускорителя, резко возрастает напряжение и падает кпд, в ускорителе возникают колебания. Наступает т. н. критич. режим. Его физич. причиной является, по-видимому, пинч-эффект, в результате к-рого плазменный шнур отрывается от анода.
На нормально работающих торцевых ускорителях с собств. магнитным полем при разрядных токах ок. 104 а удаётся получать стационарные потоки плазмы со скоростями ~ 100 км/сек и характерными расходами рабочего вещества ~0,01-0,1 г/сек. При этом напряжение на разряде составляет ок. 50 в.
Описанный торцевой ускоритель становится неработоспособным не только при больших, но и при малых разрядных токах Iр, поскольку сила Ампера пропорциональна Pp. Поэтому при Iр<1000 а роль силы Ампера в реальных условиях становится меньше, чем газокинетич. давление, и торцевой П. у. превращается в обычный плазматрон. Чтобы увеличить эффективность торцевого ускорителя при малых мощностях, в рабочем канале создают внешнее магнитное поле (рис. 5, б). Получающийся ускоритель наз. торцевым холловским ускорителем, или магнито-плазменным ускорителем. Он позволяет получать потоки плазмы со скоростями в десятки км/сек при мощности >=10 квт. Замечат. особенность торцевых ускорителей - способность создавать потоки частиц с энергией, в неск. раз превосходящей приложенную разность потенциалов. На языке динамики частиц это объясняется увлечением ионов за счёт столкновений с электронным потоком, идущим из катода ("электронным ветром").
Рис. 5. а - схема торцевого плазменного ускорителя: ДВ-диэлектрическая вставка; 6 - схема торцевого магнито-плазменного ускорителя: ДВ - диэлектрическая вставка; КМП - катушка магнитного поля; РВ -рабочее вещество.
Б. Плазменные ускорители с внешним магнитным полем
Если требуется получать стационарные потоки малой мощности (~<10 квт) или потоки частиц с большими скоростями (~>108 см/сек), особенно удобными оказываются т. н. "П. у. с замкнутым дрейфом", один из видов которых схематически изображён на рис. 6. Это осесимметричная система с радиальным магнитным полем в кольцевом ускорительном канале, в к-ром находится плазма. Работу данного П. у. проще понять, рассматривая динамику электронов и ионов.
Если между анодом и катодом приложить разность потенциалов, то электроны начнут дрейфовать (т. е. двигаться в среднем с постоянной скоростью) перпендикулярно электрическому Е и магнитному Н полям, описывая кривые, близкие к циклоиде. Длина ускорительного канала L выбирается так, чтобы высота электронной циклоиды heбыла много меньше L (L>>he). В этом случае говорят, что электроны "замагничены". Высота ионной циклоиды h1в силу большой массы (M1) иона в M1/meраз превосходит he (тe - масса электрона). Поэтому, если сделать длину канала L много меньше h1, то ионы будут слабо отклоняться магнитным полем и под действием электрик, поля будут ускоряться практически по прямой линии. Энергия, набираемая ионами в таком ускорителе, близка к разности потенциалов, приложенной между анодом и катодом, умноженной на заряд иона, а разрядный ток близок к току ускоренных ионов. В целом рабочий процесс в описываемом П. у. происходит след. образом. Рабочее вещество в виде газа или пара поступает через анод в кольцевой ускорительный канал УК (рис. 6). Здесь, попав в облако дрейфующих по азимуту электронов (под действием взаимно перпендикулярных магнитного n и электрического е полей), нейтральный атом ионизуется. Возникший в процессе ионизации электрон за счёт столкновений с ионами, атомами, стенкой диэлектрич. камеры ДК и под влиянием колебаний диффундирует на анод, а ион, ускоренный электрич. полем, покидает канал. Поскольку объёмный заряд ионов, находящихся в канале, всё время компенсирован зарядом дрейфующих электронов, здесь (в отличие от ионных источников) нет ограничений на величину "вытягиваемого" ионного тока. После выхода из канала ион (чтобы не возникло нарушение квазинейтральности) получает электрон от катодакомпенсатора КК. Существует ряд модификаций П. у. с замкнутым дрейфом (с анодным слоем, однолинзовые, многолинзовые и т. п.). Эти ускорители позволяют получать плазменные потоки с эффективным током ионов от единиц до многих сотен а с энергией от 100 эв до 10 кэв и более.
Рис. 6. Схема плазменного ускорителя с замкнутым дрейфом. Магнитное поле Н создаётся магнитопроводом МПр и катушками КМП.
Применения плазменных ускорителей. Первые П. у. появились в сер. 1950-х гг. и уже нашли применение как электрореактивные двигатели, в технологии для чистки поверхностей (методом катодного распыления), нанесения металлич. плёнок на различные поверхности, в исследованиях по ионосферной аэродинамике и экспериментальной астрофизике (моделирование космич. явлений), в термоядерных исследованиях (в качестве инжекторов плазмы), плазмохимии и т. д. По мере совершенствования конструкции и достижения новых параметров область применения П. у. будет непрерывно расширяться.
Лит.: Плазменные ускорители, под ред. Л. А. Арцимовича [и др.], М., 1973.
А. И. Морозов.
ПЛАЗМЕННЫЙ ГЕНЕРАТОР, то же, что плазматрон.
ПЛАЗМЕННЫЙ РЕАКТОР, узел плазмохимич. или плазменного металлургич. агрегата, в к-ром осуществляются процессы тепло- и массообмена и хим. реакции с участием низкотемпературной плазмы (см. Плазменная металлургия, Плаэмохимия). П. р. наз. не только отд. узлы, но и плазменные агрегаты в целом. Осн. требования к П. р.: получение достаточно полного смешения реагентов; обеспечение требуемой протяжённости зоны взаимодействия; создание условий эффективного тепло- и массообмена при минимальных теплопотерях. Если для генерации плазмы применяются высокочастотные индукционные плазматроны, то возможно совмещение реакционной зоны с объёмом разряда (П. р. так наз. открытого типа). Струйные П. р., в к-рых плазму получают в виде сформированной струи, подразделяются на прямоточные и со встречными струями (рис.). Увеличение времени контакта реагирующих веществ и интенсификация тепло- и массообмена по сравнению с простейшими струйными прямоточными П. р. достигается в П. р., работающих по схеме встречных струй, в П. р. открытого типа, в П. р. так наз. циклонного типа, а также при наложении на объёмный высокочастотный разряд постоянных электрич. и (или) магнитного поля.
Схемы плазмохимических агрегатов со струйным реактором: а - прямоточного типа; б - со встречными струями; 1 - плазматрон; 2 - узел подачи сырья; 3 - плазменный реактор; 4 - закалочный агент; 5 - узел улавливания и обработки продуктов.
Для создания равномерного температурного поля плазменного потока, повышения его мощности, улучшения смешения реагентов и интенсификации тепло- и массообмена перспективны многодуговые П. р.
Лит.: Моссэ А. Л., Печковский В. В., Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск, 1973. Ю. В. Цветков.
ПЛАЗМИДЫ, факторы наследственности, расположенные в клетках вне хромосом. К П. относят генетич. факторы клеточных органелл (митохондрий, пластид и др.) и генетич. факторы, не являющиеся обязательными компонентами клеток. Из последних более изучены т. н. каппа-фактор у парамеций, продуцирующих антибиотич. вещество парамеции, фактор чувствительности к СО2 и агент, обусловливающий бессамцовость у дрозофил, а также ряд бактериальных П. У бактерий П. могут контролировать устойчивость к лекарственным веществам, синтез бактерицинов, энтеротоксина, гемолизина и нек-рых антигенов. П., наз. половыми факторами, определяют половую дифференциацию у бактерий. Показано, что мн. П. состоят из кольцевых молекул двухнитевой ДНК с мол. массой 106-108 дальтон. См. также Наследственность цитоплазматическая, Эписомы. В. Г. Лиходед.
ПЛАЗМОДЕСМЫ (от греч. plasma - вылепленное, оформленное и desmos - связь), цитоплазматич. нити, соединяющие соседние растит. клетки. Посредством П. осуществляется связь между протопластами. Поперечник П. от 180 до 680 А (чаще 300-400 А); число П. в разных клетках варьирует. Располагаются П. в канальцах, проходящих через первичную клеточную оболочку по первичным поровым полям; в клетках с вторичной оболочкой они находятся лишь в замыкающих плёнках пор. Полость канальцев выстлана наружной мембраной П.- плазмалеммой. П. обеспечивают передачу раздражений и передвижение веществ от клетки к клетке. См. Десмосомы.
ПЛАЗМОДИИ (Plasmodium), род паразитич. простейших отряда гемоспоридий. Св. 60 видов, паразитирующих у позвоночных животных и человека и вызывающих у них малярию. Переносчиками П. служат насекомые, гл. обр. малярийные комары из сем. Culicidae. В организм позвоночного со слюной комара попадают особи П. в виде веретеновидных телец - спорозоитов, внедряющихся в эндотелий кровеносных сосудов или в клетки печени; там они размножаются бесполым путём (см. Шизогония), давая множество мерозоитов - мелких одноядерных клеток. Мерозоиты либо повторяют цикл бесполого размножения в ткани, либо выходят в кровь и проникают в эритроциты, где претерпевают серию шизогонии, в результате чего резко увеличивается количество паразитов в крови. Выход мерозоитов из разрушающихся эритроцитов сопровождается попаданием в плазму крови вредных продуктов жизнедеятельности паразита. На определённом этапе жизненного цикла часть образовавшихся в эритроцитах мерозоитов, внедрившись в новые эритроциты, превращается в жен. (макро-) и муж. (микро-) гаметоциты. Макрогаметоциты в организме позвоночного превращаются в макрогаметы, развитие же микрогаметоцитов возможно лишь в организме комара. После попадания П. вместе с кровью позвоночного животного в желудок комара каждый микрогаметоцит даёт начало неск. жгутовидным микрогаметам, к-рые сливаются (копулируют) попарно с макрогаметами, образуя подвижные зиготы - оокинеты. Проникнув активно через эпителий желудка комара, оокинеты под его мышечным слоем окружаются плотными оболочками, превращаясь в ооцисты (зигоцисты). После многократного деления ядра ооцисты её содержимое распадается на множество (до 10 тыс.) мелких одноядерных спорозоитов; оболочка ооцисты разрывается, и спорозоиты выходят в полость тела насекомого. Активно перемещаясь в гемолимфе, спорозоиты попадают в слюнные железы комара, откуда при кровососании снова попадают в организм хозяина. У человека паразитируют 4 вида П.- Plasmodium vivax (возбудитель трёхдневной малярии), P. malariae (четырёхдневной), P. falciparum (тропической) и P. ovale; переносчиками этих видов П. служат комары рода Anopheles. У приматов паразитируют P. reichenowi, P. knowlesi и др., у грызунов - P. berghei, у птиц - P. relictum, P. gallinaceum, P. durum, P. lophurum, P. catemerium и др., у пресмыкающихся - P. agamae, P. lacertiliae и др., у земноводных - Р. bufonis и P. catesbiana. о. И. Чибисова
Цикл развития Plasmodium vivax: 1 - спорозоиты; 2-4-шизогония в клетках печени; 5 -10 - шизогония в эритроцитах; 11 - макрогаметоцит; 11а - молодоЙ микрогаметоцит; 12, 13 - макрогамета; 12а, 14 - зрелый микрогаметоцит; 15 - образование микрогаметы; 16 - слияние макро- и микрогаметы; 17,18 - оокинета; 19 - проникновение оокинеты через стенку кишечника комара; 20 - ооциста; 21 -24 - образование в ооцисте спорозоитов; 25 - спорозоиты в слюнной железе комара.
ПЛАЗМОДИЙ (от греч. plasma - вылепленное, оформленное), бесцветное или яркоокрашенное вегетативное тело грибов миксомицетов, состоящее из многоядерно |
