فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مقاله با استفاده از روش ذره در سلول (PIC) رفتار ذرات پلاسما در داخل محفظة رانشگر اثر هال شبیه‌سازی شده و بر حسب نتایج آن، پارامترهای مؤثر بر تحرک‌پذیری الکترون‌ها و انتقال غیر عادی آنها استخراج شده است. رانشگرهای اثر هال، یکی از انواع سامانه­های پیشران الکتریکی است که در سفرهای فضایی، جهت رانش ماهواره‌ها و فضاپیماها کاربرد دارند. این نوع رانشگرها از میدان مغناطیسی و الکتریکی عمود بر هم، برای محصور کردن الکترون‌ها برای ایجاد نیروی پیشران استفاده می‌کنند. حضور میدان مغناطیسی عمود بر میدان الکتریکی باعث سوق الکترون‌ها در جهت سمتی می‌شود. در حالت آرمانی انتظار می‌رود الکترون‌ها یک حرکت سمتی (حول محور رانشگر) داشته باشند و الکترون‌ها در دهنة رانشگر کاملا محصور می‌شود. اما در تجربه مشاهده می‌شود که الکترون‌ها در سایر راستاها نیز حرکت می‌کنند، که انتقال غیرعادی الکترون نامیده می‌شوند. این رفتار باعث می‌شود که الکترون‌ها به طور کامل در دهنه محصور نشوند و در نتیجه اتلاف و کاهش بازده و همچنین خوردگی دیواره مشاهده می‌شود. دو ساز و کار عمده برای ایجاد این جریان الکترونی پیشنهاد شده است که اولی مربوط به اندرکنش الکترون با دیواره و دومی مربوط به نوسانات پلاسما از جمله ناپایداری سوقE×B  است. رانشگر باید طوری طراحی شود تا شرایط بهینه برای کنترل این رفتارها فراهم شود. برای این کار، با استفاده از شبیه­سازی‌ها نشان داده شده است که مقادیر بهینه برای محصور کردن الکترون­ها، با میدان مغناطیسی بین 250 تا 300 گوس، ولتاژ مناسب برای شتاب دادن الکترون بیشتر از 300 ولت، چگالی بهینۀ پلاسما و گاز خنثی به ترتیب cm-3 1011×2 و cm-3 1014×1 است.