In laboratory and space plasmas, the emission of electrons from the surface significantly affects the characteristics of the plasma sheath that forms at that surface, which is crucial to understanding the overall plasma-wall interaction mechanism. In this work, the collisional fluid model is used for laboratory dusty plasma, whereas the collisionless model is used for lunar dusty plasma. We have extended the Bohm sheath criterion for the formation of the stable plasma sheath due to electron emission from the surface, loss of ion flux, and the gas pressure of the collisional laboratory dusty plasmas. It is found that ion flow at the sheath boundary is considerably influenced by the concentration of electron emission, the ion loss term, and gas pressure. The evolution of the dust charge explicitly determines the magnitude of the ion flow at the sheath boundary. The plasma parameters adopted in the present case are reliable in laboratory and space dusty plasmas, especially the dusty plasma environment on the lunar surface. The lunar surface and dust grains on the Moon become electrically charged as a result of the interaction between solar wind plasma and photoemission electrons emitted from the lunar surface. In addition, the lunar plasma sheath characteristics, dust-charging process, and stable dust levitation in the sheath region have been studied.
実験室および宇宙プラズマにおいて、表面からの電子放出は、その表面に形成されるプラズマシースの特性に大きく影響し、これはプラズマ-壁相互作用機構全体を理解する上で極めて重要である。本研究では、衝突性流体モデルを実験室ダストプラズマに適用し、無衝突モデルを月面ダストプラズマに適用する。我々は、表面からの電子放出、イオンフラックスの損失、および衝突性実験室ダストプラズマのガス圧力による、安定なプラズマシース形成のためのボームシース条件を拡張した。シース境界におけるイオン流は、電子放出の濃度、イオン損失項、およびガス圧力によって大きく影響を受けることが見出された。ダスト電荷の時間発展は、シース境界におけるイオン流の大きさを明確に決定する。本ケースで採用したプラズマパラメータは、実験室および宇宙ダストプラズマ、特に月表面のダストプラズマ環境において信頼できるものである。月表面と月面上のダスト粒子は、太陽風プラズマと月表面から放出される光電子との相互作用の結果として帯電する。さらに、月面プラズマシースの特性、ダスト帯電過程、およびシース領域における安定なダスト浮遊について研究した。