Диффузия ионов и электронов в электрическом поле (амбиполярная диффузия)

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]

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

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]

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]

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]

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]

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

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]

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]

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]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология