Термоэлектрофизические свойства плазмы при давлениях мегабарного диапазона
А. Н. Старостин+, В. К. Грязнов*, А. В. Филиппов+
+ Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований, 108840 Москва, Троицк, Россия
*Институт проблем химической физики РАН, 142432 Черноголовка, Россия
Abstract
В работе впервые теоретически исследована неидеальная плазма
водорода в качестве рабочего тела термоэлектрического генератора. Предложен
метод расчета электропроводности, термоэдс и теплопроводности неидеальной
плазмы в широком диапазоне плотностей и температур, включая область сильного
вырождения электронов, которая достигается в экспериментах по
квазиизэнтропическому сжатию дейтерия и где, возможно, реализуется
"плазменный фазовый переход" (переход с резким изменением компонентного
состава). В этом методе кинетические коэффициенты вычисляются совместно с
уравнением состояния неидеальной плазмы. Впервые показано, что термоэдс в
такой среде достигает 5500 мкВ/(К • см), что на порядок превышает
значения этого коэффициента в современных полупроводниковых материалах,
используемых в термоэлектрических генераторах. Показано, что
термоэлектрическая добротность в водороде, несмотря на его высокий
коэффициент теплопроводности, при мегабарных давлениях достигает 0.4, что
только незначительно ниже, чем у современных полупроводниковых материалов.