در این مقاله با در نظر گرفتن اثرات برهم کنش تبادلی الکترونی پلاسما، ابتدا به حل عددی معادلات توماس- فرمی به طور مستقیم پرداخته و سپس با استفاده از جواب های به دست آمده از این معادلات، بزرگی مقدار تصحیحات تبادلی فشار و انرژی داخلی پلاسمای نوعی را (گاز اتمی با عدد اتمی معین) برحسب تغییرات چگالی و دما محاسبه کرده ایم. نتایج محاسبات می تواند در بررسی کمی و کیفی تغییرات فاز ماده در دما و چگالی بالا در تحقیقات تجربی و نظری گداخت به روش محصورسازی لختی و همچنین پدیده های اخترفیزیکی مورد استفاده قرار گیرد.

معرفی پتانسیل موثر بین ذرات پلاسما یکی از روش های متداول برای بررسی رفتار ذرات موجود در پلاسما می باشد. در این مقاله سعی شده است با به کارگیری روش تابع پاسخ دی الکتریک، پتانسیل موثری برای پلاسمای چگال داغ کاملا یونیده تعریف گردد. در روش تابع پاسخ دی الکتریک، ابتدا لازم است تا یک تابع پتانسیل اولیه معرفی نموده و با کمک میزان تاثیر آن بر پلاسما، تابع پتانسیل موثر به دست آید. تابع پتانسیل اولیه به کار گرفته شده در این مقاله، تابع پتانسیل هولتن می باشد که برای اولین بار در این محاسبات استفاده شده است. در ادامه پتانسیل موثر حاصل از برهم کنش ذرات پلاسما هم چون برهم کنش الکترون-یون، الکترون-الکترون و یون-یون با سایر نتایج به دست آمده از مطالعات نظری دیگر برای شرایط یکسان از پارامترهای پلاسما مورد مقایسه قرار گرفته شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که این پتانسیل موثر هر دو اثر پلاسمای چگال داغ یعنی اثرات جمعی در فواصل زیاد و اثرات کوانتومی در فواصل کوچک را دربر می گیرد و بیانگر توصیف بسیار مناسبی از رفتار ذرات محیط پلاسما چگال داغ می باشد.

در این مقاله، یک روش ساده و کارآمد برای گرم کردن پلاسمای فوق چگال معرفی می شود. حضور برخورد در پلاسما، منجر به کاهش میزان انتقال انرژی موج فرودی از پلاسما می شود. در یک پلاسمای اتلافی به واسطه حضور برخورد ضریب دی الکتریک مختلط خواهد شد که قسمت موهومی آن نشان دهنده حضور برخورد است. موادی با ضریب دی الکتریک مختلط مانند سرامیک ها به راحتی به وسیله امواج میکرو گرم می شوند. در این مقاله نشان خواهیم داد که می توان یک پلاسمای فوق چگال اتلافی که عبور نور از آن به واسطه برانگیختگی امواج سطحی است را به این روش گرم کرد موج میکرو همچنین نشان می دهیم که اتلاف انرژی به واسطه برخورد عامل افزایش دما خواهد شد.

انتشار امواج الکترومغناطیسی در پلاسمای در حال تعادل، می تواند باعث به وجود آمدن ناپایداری ها در محیط شود. بررسی شرایط وجود و رشد این ناپایداری ها از اهمیت ویژه ایی برخوردار است. در این مقاله ناپایداری رامان پیش رو در پلاسما به روش شبیه سازی ذره ای بررسی می شود. چون محیط های پلاسمایی از نظر فیزیکی بسیار پیچیده هستند و بررسی آنها به روش تجربی پر هزینه است و از طرف دیگر هنگامی که پلاسما با آزمایش رو به رو می شود، رفتار غیر خطی از خود نشان می دهد، برای بررسی این نوع ناپایداری از روش شبیه سازی ذره ای استفاده شده است. در مدلسازی ناپایداری مذکور از کد دو بعدی الکترومغناطیسی غیر نسبیتی به روش شبیه سازی ذره در جعبه استفاده شده است. بدین منظور محیط پلاسما که شامل الکترون ها و یون هاست به صورت ذره ای شبیه سازی شده و فرض می شود که یون ها به دلیل اینرسی زیاد زمینه ثابتی را تشکیل می دهند، در حالی که دینامیک الکترون ها از طریق حل معادلات نیوتن-لورنتس به دست می آید. در این مقاله مشاهده می شود که با ورود یک موج تخت الکترومغناطیسی به پلاسما امواج طولی با دامنه قابل ملاحظه ای در پلاسما شروع به رشد می کنند، یعنی پدیده ناپایداری رامان پیش رو مشاهده شده است. نرخ رشد این امواج طولی با نتایج تئوری تطابق خوبی دارد. با بررسی فضای موقعیت ذرات، پدیده خوشه شدن (bunching) شاهده شد که خود دلیلی بر صحت ایجاد امواج طولی در پلاسما است.

در این مقاله پلاسمای چشمه یونی کوچک مقیاس تشدید سیکلوترونی الکترون آهنربا دائم با فرکانس 45/2 گیگاهرتز شبیه سازی و بررسی شده است. این چشمه با محفظه پلاسما به شعاع 50 میلی متر، طول 50 میلی متر و بیشینه توان ورودی 1 کیلووات، مولد جریان باریکه پروتونی 10 میلی آمپر با انرژی 50 کیلوولت است. به دلیل ابعاد کوچک مقیاس محفظه و طول موج بلند میکروموج (mm 4/122= ˳λ) تزریق شده در این چشمه، انتشار و انتقال میکروموج به داخل محفظه در شرایط عادی امکان پذیر نمی باشد. برای انتقال توان میکروموج به داخل محفظه و تشکیل پلاسما، دی الکتریک با جنس آلومینا با ضریب گذردهی نسبی 9 در ورودی محفظه استفاده شده است. این مقاله، به طراحی و شبیه سازی خط انتقال و جفت شدگی میکروموج به محفظه چشمه یونی کوچک مقیاس پرداخته است. در این راستا، شدت میدان مغناطیسی پیچه ها، میدان الکتریکی میکروموج و تحولات زمانی و مکانی کمیت های مهم هم چون، چگالی توان جذبی، لایه تشدید هیبرید بالا، چگالی و دمای الکترونی در زمان های اولیه تزریق میکروموج به داخل چشمه یونی پلاسما مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در این مقاله به مطالعه نظری عبور موج الکترومغناطیسی از یک لایه پلاسمای سرد ابر چگال ناهمگن پرداخته شده است. فرض شده که لایه پلاسما در داخل خلاء غوطه ور است و چگالی پلاسما به شکل سهموی می باشد. در این حالت، ضریب گذردهی الکتریکی پلاسما به طور تدریجی و سهموی کاهش می یابد، و منفی شده و سپس دوباره مثبت می شود. در اینجا نشان داده شده که این ساختار چگونه موجب تسهیل عبور موج الکترومغناطیسی برای طیف وسیعی از زاویه فرودی، می شود. بدین منظور مد عادی و فرود مایل موج الکترومغناطیسی در نظر گرفته شده است. دامنه موج عبوری و انعکاسی به صورت تحلیلی محاسبه شده و مورد بررسی قرار گرفته است. وابستگی ضریب گذار کل ساختار به پارامترهای تاثیر گذار مساله مورد ارزیابی قرار گرفته است.