A model for plasma/neutral fluid interaction was developed and included in the DELiTE code framework implementation of non-linear MHD equations. The source rates of ion, electron and neutral fluid momentum and energy due to ionization and recombination are derived using a simple method that enables determination of the volumetric rate of thermal energy transfer from electrons to photons and neutral particles in the radiative recombination reaction. This quantity can not be evaluated with the standard formal procedure of taking moments of the relevant collision operator, and has been neglected in other studies. The plasma/neutral fluid interaction model was applied to study CT formation in the SMRT and SPECTOR magnetized Marshall guns, enabling clarification of the mechanisms behind the significant increases in CT electron density that are routinely observed well after formation on the SPECTOR experiment. Neutral gas, which remains concentrated below the gas valves after CT formation, diffuses up the gun barrel to the CT containment region where it is ionized, leading to the observed electron density increases. This understanding helps account for the exceptionally significant increase in temperature, and markedly reduced density, observed during the electrode edge biasing experiment conducted on SPECTOR. It is thought that edge fueling impediment, a consequence of a biasing-induced transport barrier, is largely responsible for the observed temperature increase and density decrease.

中文翻译：

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等离子体-中性流体相互作用模型及其在磁化马歇尔枪 CT 形成研究中的应用

开发了等离子体/中性流体相互作用模型，并将其包含在非线性 MHD 方程的 DELiTE 代码框架实现中。由于电离和复合，离子、电子和中性流体动量和能量的源速率是使用一种简单的方法得出的，该方法能够确定辐射复合反应中从电子到光子和中性粒子的热能转移的体积速率。这个量不能用获取相关碰撞算子的矩的标准正式程序来评估，并且在其他研究中被忽略。等离子体/中性流体相互作用模型应用于研究 SMRT 和 SPECTOR 磁化马歇尔枪中的 CT 形成，能够澄清 CT 电子密度显着增加背后的机制，在 SPECTOR 实验中形成后通常可以很好地观察到。中性气体在 CT 形成后仍集中在气阀下方，沿枪管向上扩散到 CT 安全壳区域，在那里被电离，导致观察到的电子密度增加。这种理解有助于解释在 SPECTOR 上进行的电极边缘偏置实验期间观察到的温度异常显着升高和密度显着降低。人们认为边缘燃料障碍是偏置引起的传输障碍的结果，是观察到的温度升高和密度降低的主要原因。在 CT 形成后，它仍然集中在气阀下方，向上扩散到枪管，在那里它被电离，导致观察到的电子密度增加。这种理解有助于解释在 SPECTOR 上进行的电极边缘偏置实验期间观察到的温度异常显着升高和密度显着降低。人们认为边缘燃料障碍是偏置引起的传输障碍的结果，是观察到的温度升高和密度降低的主要原因。在 CT 形成后，它仍然集中在气阀下方，向上扩散到枪管，在那里它被电离，导致观察到的电子密度增加。这种理解有助于解释在 SPECTOR 上进行的电极边缘偏置实验期间观察到的温度异常显着升高和密度显着降低。人们认为边缘燃料障碍是偏置引起的传输障碍的结果，是观察到的温度升高和密度降低的主要原因。在 SPECTOR 上进行的电极边缘偏置实验期间观察到的密度显着降低。人们认为边缘燃料障碍是偏置引起的传输障碍的结果，是观察到的温度升高和密度降低的主要原因。在 SPECTOR 上进行的电极边缘偏置实验期间观察到的密度显着降低。人们认为边缘燃料障碍是偏置引起的传输障碍的结果，是观察到的温度升高和密度降低的主要原因。