Амбиполярная диффузия ионов

Хотя при возникновении самостоятельного разряда условие его существования остается тем же, что и для пробоя [см. (3.1.25)], существует ряд дополнительных факторов, которые связаны в основном со значительным увеличением концентрации электронов приходится также считаться с объемным зарядом, создаваемым положительными ионами. Он возникает ввиду различной скорости диффузии электронов и ионов. Явление это аналогично амбиполярной диффузии в положительном столбе разряда постоянного тока. С возрастанием повышается влияние объемной рекомбинации, возникает градиент температуры УГ и т. п. Все это приводит к тому, что напряженность поля пробоя и стационарного горения разряда отличаются друг от друга. В диффузионном режиме минимальная напряженность т1п, при которой может существовать стационарный разряд, значительно меньше, поскольку скорость диффузии при наличии объемного заряда меньше. [c.220]

Диффузия ионов и электронов в электрическом поле (амбиполярная диффузия) [c.148]

Амбиполярная диффузия ионов 321 Амблигонит 977 [c.526]

Необходимо проведение лабораторных измерений величины константы скорости диссоциативной рекомбинации с точностью до фактора 1,5—2, что требует постановки весьма тщательных и продуманных экспериментов, в частности, важно правильно учесть мешающий эффект амбиполярной диффузии ионов к стенкам камеры в лабораторной установке. Важно определить скорость реакции диссоциативной рекомбинации для атмосферных ионов N2. О2 и особенно N0+, а также исследовать зависимость этого процесса от температуры. Рассмотрение имеющихся геофизических данных о реакции диссоциативной рекомбинации интересно для выяснения различных особенностей этого процесса и постановки наиболее важных лабораторных экспериментов. [c.66]

В случае малого расстояния между электродами ф рма шнура дуги определяется сужением шнура как около катода, так и около анода. Это сужение, как и в случае катодного пятна дуги в воздухе между угольными электродами, определяется энергетическим балансом катодных и анодных областей дуги. Форма шнура дуги в этом случае приближается к эллипсоиду вращения. В работе [1864] дана математическая теория такой стабилизованной электродами дуги эллиптической формы. Эта теория учитывает, кроме термической ионизации (уравнение Сага), излучения и теплопроводности, также амбиполярную диффузию ионов и электронов от оси дуги во внешнее пространство. Законы подобия в этой теории приобретают несколько иную форму. [c.542]

Таким образом, коэффициент Ла амбиполярной диффузии ионов имеет внд [c.41]

Не вызывает принципиальных затруднений и совместный учет влияния неизотермичности Те ф Т и неоднородности плазмы (амбиполярной диффузии ионов и электронов) на отклонения от равновесных концентраций. [c.197]

Экспериментальные данные и теоретические расчеты привели к выводу [1388], что основной причиной наблюдавшихся в плазменной струе изменений концентрации частиц определяемых элементов и интенсивности их линий при добавке разных количеств легкоионизуемого элемента является изменение радиального электрического поля. Последнее возникает из-за разной скорости радиальной диффузии электронов и ионов в соответствии с разли чием их масс (так называемая амбиполярная диффузия). Эти заключения согласуются с предложенной в последнее время новой теорией установления равновесной концентрации частиц в дуговой плазме [1092, 1236]. . . [c.164]

Как уже отмечалось выше, эксперименты, выполненные в работе [7] показали, что в сложных смесях более эффективно разделяются изотопы легкоионизуемых составляющих. Это натолкнуло на мысль о существовании дополнительного механизма разделения, связанного с различием степеней ионизации изотопов в разряде А/5 [15]. Поскольку потенциалы ионизации изотопов практически одинаковы, последнее может быть связано только с неодинаковой скоростью ухода тяжёлых и лёгких ионов на стенки разрядной камеры. Действительно, в процессе радиальной амбиполярной диффузии тяжёлые ионы испытывают большую силу торможения о нейтральный газ, нежели лёгкие, в результате чего степень ионизации тяжёлого компонента оказывается несколько выше соответствующая относительная разница степеней ионизации описывается соотношением [c.352]

Поскольку зонд является источником электрического поля, то в пограничном слое у зонда образуется пространственный заряд. По Тальботу газ за пределами пограничного слоя считается замороженным, а движение ионов и электронов к стенке определяется законами амбиполярной диффузии. Анализировался теплообмен к стенке в присутствии пространственного заряда. При этом, кроме теплопроводности, учитывалась рекомбинация электронов и ионов и изменение кинетической энергии заряженных частиц при прохождении зоны пространственного заряда. [c.62]

ИЗ области высокого давления, в вакуум, т. е. процесс, ответственный за преобразование давления и температуры в кинетическую энергию частиц, расходящихся по радиусам в вакууме. Кроме того, существенную роль играют процессы диффузии и выравнивания пространственного заряда, так как плазма состоит из различных компонентов с неодинаковыми зарядами, подвижностями и коэффициентами диффузии. Скорость диффузии электронного газа на порядок выше, чем скорость диффузии ионов. Следовательно, электроны в принципе могут быстро покидать плазму, однако часть электронов остается из-за силь-ного положительного пространственного заряда плазмы, поле которой уменьшает скорость оторвавшихся от плазмы электронов это же поле ускоряет медленные ионы. Таким образом, диффузия положительных и отрицательных частиц связана с амбиполярной эффузией, сопровождающейся переносом кинетической энергии от электронов к ионам во время образования скачка потенциала в центральной части плазмы. Большая часть кинетической энергии ионов заимствуется от электронов с высокой кинетической энергией, которую они получают за счет при-катодного падения потенциала. Величина прикатодного падения потенциала в свою очередь определяется процессом амбиполярной эффузии. [c.42]

При низких давлениях, как было указано, очень существенную роль в явлении рекомбинации электронов играют граничащие с газом поверхности твёрдых или жидких тел эти тела принимают на себя энергию ионизации. Но ещё более существенно, что у изолированной стенки или у любого введённого в газ изолированного тела (зонд, сетка, анодная манжета в ртутном выпрямителе) происходит процесс амбиполярной диффузии (описанный ниже в гл. X и XV). Вследствие этого процесса происходят постоянный приток электронов и положительных ионов на стенку и нейтрализация их там. В случае наличия постоянных или переменных электрических полей, как это имеет место, например, в газоразрядных (выпрямителях, задача об исчезновении заряженных частиц в газе, или, как принято говорить, задача о деионизации газа, усложняется ещё более. [c.258]

Начиная с давления в несколько мм Н , длина свободного пути всех частиц в плазме уменьшается настолько, что их взаимные столкновения начинают играть существенную роль. Столкновения ведут к потере ионами и электронами значительной доли энергии за время их амбиполярной диффузии к стенке, к затруднению этой диффузии и к уменьшению ионного тока на стенку. В результате — новое уменьшение г)ет при возрастании давления газа, сводящее -/ ст к исчезающе малой величине, начиная с давления порядка 100 мм Hg. Вместе с тем при давлениях порядка десятых долей миллиметра становится ощутительным нагревание газа в объёме вследствие рекомбинации в объёме, [c.345]

Рис. 210. Слои положительного и отрицательного пространственного заряда и продольное движение электронов и ионов в стратах. Радиальное движение электронов и ионов (амбиполярная диффузия их к стенкам) на рисунке не изображено.

Следует отметить, что хотя выражение для В содержит множитель 2, оно по своей природе отличается от выражения для амбиполярной диффузии. В данном примере, когда ион Р неподвижен, действие поля д( /дх сводится к удерживанию избыточных электронов вблизи Р в то же время поле не влияет на диффундирующие частицы (УР) , поскольку они являются нейтральными. [c.579]

Амбиполярная диффузия и амбиполярная термодиффузия. Наличие градиента концентрации в плазме обусловливает возникновение других градиентов, в том числе градиента электрического потенциала. Образование последнего можно объяснить тем, что под действием градиента концентрации электроны, обладающие большой подвижностью, опережают ионы, диффундирующие медленно, что приводит к поляризации плазмы. Возникающее электрическое поле тормозит дальнейшую диффузию электронов и ускоряет ионы. Стационарный диффузионный процесс обоих сортов частиц устанавливается тогда, когда результирующие скорости диффузии электронов и ионов становятся равными. Амбиполярной принято называть совместную диффузию электронов и ионов в плазме. Как видно, в динамике установления процесса амбиполярной диффузии принимают участие электростатические силы, откуда и название амбиполярной диффузии. Однако сама величина стационарного амбиполярного диффузионного потока не зависит от сил электрической поляризации плазмы. Дело в том, что происхождение амбиполярной диффузии обусловлено различием масс диффундирующих частиц. Образование электрического поля является лишь следствием того, что эти частицы, к тому же, электрически заряжены [c.27]

Итак, свободные, диффузионные потоки, описываемые уравнением (I. 1. 42), в плазме не реализуются. На самом деле стационарная диффузия ионных, нейтральных и электронной компонент происходит совместно. Результирующие амбиполярные потоки компонент можно получить в слу-чае частично ионизованной многокомпонентной плазмы, исключая напряженность внутреннего электрического поля, возникающего вследствие разделения заряда, из уравнений (1.1.42) и уравнения [c.28]

Оценим условия, при которых может реализоваться механизм объемной рекомбинации. Рассмотрим разряд в Не при р = 1 тор, Я-= см. Если р — коэффициент электрон-ионной рекомбинации, Да — коэффициент амбиполярной диффузии, п+ пе — концентрация ионов, то условие преобладания объемной гибели зарядов примет вид [c.30]

Более медленно в процессе амбиполярной диффузии протекает взаимная компенсация диффузионных потоков электронов из-за градиента электронной концентрации и из-за разности электронной и ионной концентраций. Такой процесс требует времени [c.42]

Собственно процесс амбиполярной диффузии является самым медленным процессом, так как происходит за время диффузии ионов Тг, оценка которого имеет вид [c.43]

Показать, что равновесная разность электронной и ионной концентраций, приводящая к возникновению электрического поля в процессе амбиполярной диффузии, имеет оценку [c.43]

В выражении (1.164) первый член правой части описывает спад приведенной напряженности поля с концентрацией тяжелых частиц, а второй учитывает влияние отрицательных ионов. При п-1пе- 0 и п-1пе (1.164) переходит в соответствующие выражения для плазмы с амбиполярной диффузией без отрицательных ионов и для плазмы со свободной диффузией электронов. Рост п-1пе вызывает увеличение приведенной напряженности поля в плазме. [c.87]

Возможность ухода электронов и ионов из рассматриваемого объема плазмы в результате амбиполярной диффузии. [c.259]

В случае частично ионизованной квазиравновесной плазмы электрическое поле, возникающее вдоль градиента телшературы, обусловлено двумя причинами — амбиполярной термодиффузией и амбиполярной концентрационной диффузией. Второе явление объясняется тем, что в частично ионизованной квазиравновесной плазме наличие градиента температуры сопровождается возникновением градиента концентрации различных компонент плазмы, в частности, ионов и электронов. В этих условиях важно получить выражение поправочного множителя е для частично ионизованной плазмы. [c.29]

При наличии больших концентраций отрицательных ионов [АВ- > Не амбиполярный характер диффузии может нарушаться. Соответствующие выражения для скорости гибели ионов в этом случае приведены в [532, 533]. [c.167]

При больших давлениях (атмосферном и выше) коэф. рекомбинации разноименно заряженных ионов м. б. выражен через их подвижности и а = 4яеО + й )> что подтверждается эксперим. значениями а 10" см с . При низких концентрациях ионов и низких давлениях повышается вероятность рекомбинации зарядов на стенке сосуда. Если длина своб. пробега иона больше или соиз.ме-рима с размерами сосуда, время жизни иона в отсутствие электрич. и магнитного полей определяется только временем его пробега между стенками. При меньших длинах своб. пробега время жизни 1 я 20, где х-расстояние между стенками, О-коэф. диффузии. Если концентрации положит, и отрицат. ионов (или электронов) одинаковы, их диффузия происходит с одинаковой скоростью (т. наз. амбиполярная диффузия). Коэф. амбиполярной диффузии определяется средним значением подвижности диффундирующих частиц О = (Л77e) l, где р = + р , Л-газовая [c.270]

АС = —31,43 ккал или —40,8 ккал ), протекающей термодинамически совершенно необратимо. Величину Аф = бф — при таком толковании можно рассматривать так же, как разность диффузионных потенциалов ед при амбиполярной диффузии (см. 30) ионов железа и электронов через слой Feg04. Дальнейшее повышение потенциала проявляется тогда в виде разности потенциалов в — бф внутри слоя Y-FogOa (см. 187). Таким образом, изложенное в 185 остается в силе. Так как Fea04 и у-ЕвгОз образуют друг с другом смешанные фазы, возможен размазанный ход потенциала (рис. 363, пунктирные линии). [c.833]

Необходимо также отметить, что в момент возникновения столба электроны быстро диффундируют к стенкам, так как начальный пространственный заряд положительных ионов слишком мал, чтобы обеспечить амбиполярную диффузию. Поэтому стенки приобретают отрицательный потенциал относительно оси. Линии электрического поля, начинаюи иеся на отрицательных зарядах стенок, заканчиваются на положительном пространственном заряде, распределенном в объеме столба. Избыточный положительный заряд и отрицательный заряд на стенках определяют радиальное поле. [c.249]

Вызванное этим градиентом концентрации движение заряженных частиц, задерживаемое полем в отношении электронов и ускоряемое в отношении ионов, называется амбиполярной диффузией. Амбиполярная диффузия представляет собой процесс, характерный для плазмы, занимающей ограниченный какими-либо стенками объём. Ток положительных ионов, приходящийся на каждый квадратный сантиметр стенки 1р (равный произведению из числа положительных ионов, приносимых на единицу поверхности стенки амбиполярной диффузией на заряд иона), представляет собой один из внутренних параметров газоразрядной плазмы. При образовании отщнурованного столба неизотермической плазмы в электроотрицательном газе роль стенок иногда играет слой отрицательных ионов, образуемых электронами на границе этого столба. [c.491]

При стационарной амбиполярной диффузии положительные ионы и электроны двигаются от оси трубки к стенкам под влиянием разности концентраций. На это диффузионное движение на-1<ладывается движение под действием электрического поля, [c.491]

Уравнение амбиполярной диффузии, соответствующее уравнению тока положительных ионов Ленгмюра и Тонкса [c.499]

Так как к зонду приложено электрическое поле, то в вязкой области вокруг него будет существовать пространственное заряженное облако. Газ снаружи облака, согласно Талботу, считается химически замороженным, а движение ионов и электронов к стенке определяется законами амбиполярной диффузии. Была определена теплоотдача к стенке в присутствии этого облака она включает в себя эффекты обычной теплопроводности, нагрев от рекомбинации ион — электрон и освобождение кинетической энергии, получающееся при прохождении электрических зарядов через облако. В качестве примера был рассчитан слабо ионизованный аргон при Иоо = 2090 ж/се/с, роо =8,1-10- кг м , Тоо = = 790° К. Для цилиндра радиусом 0,01 м найдено, что полный тепловой поток при подаче на зонд отрицательного потенциала по отношению к плазме определяется в основном теплопроводностью (( = 10 ет/ж ), вклад же остальных составляющих невелик (несколько сот ватт на квадратный сантиметр). Если же зонд положителен, то и освобождение кинетической энергии, и работа прохождения составляли в общем тепловом потоке около 2 10 вт1м . Следовательно, можно ожидать, что теплоотдача к зонду будет зависеть от поданного потенциала. Этот эффект имеет важное значение также при анализе отдачи к электродам (см. разд. IV. Б. 2), хотя он еще не оценивался. [c.323]

Второй член (1.1.49) напоминает известный результат элементарной физики плазмы о том, что коэффициент амбиполярной диффузии равен удвоенному коэффициенту свободной диффузигг ионной компоненты [69]. [c.28]

Практически такая разность концентраций возникает, если в некотором объеме радиуса Н в нейтральном газе создать электроны и ионы в равной концентрации (ионы для простоты предполагаются однозарядными). Так как электроны значительно легче ионов, электроны днффунднруюг значительно интенсивнее ионов, так что условие электронейтральностн нарушается. В результате возникает радиально направленное электрическое поле. Это поле тормозит разлетающиеся электроны и практически полностью уничтожает электронный ток. Зато это поле ускоряет положительные иоиы, т. е. усиливает диффузию ионов. Такое усиление диффузии ноиов и называют амбиполярной диффузией. [c.40]

Второй блок посвящен кинетике ионизации и рекомбинации. С помощью модели Р.З вычисляется неравновесная степень ионизации в зависимости от времени и в стационарных условиях с учетом процессов иони-зации-рекомбинации, выхода излучения и амбиполярной диффузии зарядов к границам плазменного объема. Модель Р.6 является частным случаем предыдущей модели, когда стационарные неравновесные режимы рассматривают более детально. Модель Р.7 описывает уменьшение концентрации электронов со временем в рекомбинирующей плазме с учетом амбиполярной диффузии. Модель Р.З дает распределение концентрации заряженных частиц - электронов, положительных и отрицательных ионов, в сильно неравновесной слабо ионизованной плазме. [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология