尘埃等离子体

尘埃等离子体（dusty plasma），理学-物理学-等离子体物理学-核聚变反应堆，等离子体中存在带电尘埃，即由电子、离子、尘埃颗粒以及中性气体分子组成的部分或完全电离的复合体系。又称复杂等离子体。尘埃等离子体性质与普通等离子体有很大的差异。尘埃颗粒的大小通常在几纳米到几千微米的数量级，所带电荷从几个到超过几十万个基本电荷。尘埃等离子体最显著的特点是尘埃颗粒所带的电荷不是常数，而是随等离子体参数变化的量。尘埃颗粒最基本的带电过程是等离子体中的自由电子和离子对其充电，由于电子热运动速度远大于离子而使颗粒带负电。对于处于热平衡的氢等离子体，半径为的颗粒所带的电荷满足：式中、、分别为真空介电常数、玻耳兹曼常数、基本电荷；为温度。若微米，电子伏，则。其他的一些过程，如二次电子发射、紫外线辐照等，可使颗粒带正电。在等离子体中存在扰动的情况下，颗粒的电荷会出现涨落，这会造成等离子体中集体波动模式的反常阻尼。尘埃等离子体另一个显著的特点是颗粒质量很大，荷质比很小，重力不能忽略。因此通常实验室条件下颗粒悬浮在鞘层区域，由鞘层的电场力抗衡重力，而准中性的主等离子体区往往存不住颗粒。