Пеннинга эффект

Доминирующим рабочим процессом, происходящим в аргоновом детекторе, следует считать Пеннинг-эффект. Для данного случая этот процесс схематично можно представить следующим образом [c.53]

Таким образом, эффективное сечение Пеннинг-эффекта тем больше, чем меньше разница между энергией возбуждения ме-тастабильного состояния аргона и потенциалом ионизации металла. Это создает возможность детектирования паров ртути с высокой чувствительностью аргоновым детектором, так как потенциал ионизации ртути (10,43 эв) близок к энергии возбуждения аргона. [c.53]

На основании эксперимент, данных зависимости сигнала детектора от размера пробы, приложенного к детектору напряжения и загрязнения газа-носителя парами органич. в-в, был объяснен механизм ионизации, исходя из явления Пеннинг-эффекта, прямой ионизации с помощью электронов с большой энергией и а-частиц, гашения мета-стабильных атомов Аг, путем неионизирую-щих столкновений с молекулами, потенциал ионизации которых >11,6 зе, и образования ионов. Исследованы Ог и N2- Газ-носитель Не, На и Ат. [c.167]

Основы работы аргоновых детекторов составляют процессы возбуждения атомов аргона до метастабильного состояния и ионизации молекул анализируемого вещества метастабильными атомами (эффект Пеннинга). Детекторы представляют собой [c.132]

Аргоновые детекторы не могут осуществлять прямое детектирование веществ с потенциалами ионизации, превышающими 11.6 В. К этим веществам прежде всего относятся постоянные газы. Этот недостаток аргоновых детекторов может быть устранен путем использования эффекта Пеннинга в гелии, так как потенциал возбуждения метастабильного гелия весьма высок (19,8 В) и превосходит потенциалы ионизации практически всех веществ (исключение составляет лишь неон). [c.135]

Для быстрых электронов з 30 эз на пару ионов и, так 15 эз, то около половины энергии электрона затрачивается на возбуждение. Измерения е в Не с примесями малых количеств других инертных газов (с меньшими У ), по-видимому, подтверждают эту точку зрения. В этом случае значение Е оказывается меньше вследствие ионизации примесей ме-тастабильными атомами Не (эффект Пеннинга). [c.71]

При столкновениях атомов инертных газов, находящихся в возбужденном метастабильном состоянии, с другими атомами сначала образуются квазимолекулы, как бывает при тушащих ударах второго рода [253]. При этом облегчается передача энергии возбуждения другому атому вероятность такого процесса увеличивается с уменьшением разницы энергетических уровней соударяющихся частиц. Однако возможна ионизация атома, находящегося в основном состоянии, когда его потенциал ионизации значительно меньше энергии возбужденного метаста--бильного атома (эффект Пеннинга) по схеме А + В - А + (В) +е-. [c.81]

Дается систематизированное изложение методов детектирования в газовой хроматографии, основанных на сравнении эффективных сечений ионизации, на эффекте Пеннинга в аргоне и гелии и явлениях захвата электронов, подвижности электронов и ионов при несамостоятельном разряде в газах. Основное внимание уделяется анализу физико-химических основ рассматриваемых методов, связям характеристик детектирования с параметрами опыта и вопросам оптимизации этих характеристик. [c.2]

В гелии наблюдается ионизация метастабильными атомами гелия — эффект Пеннинга. Поэтому детектирование по сечениям ионизации в чистом виде может быть получено лишь в смеси гелия, например, с водородом. Об использовании эффекта Пеннинга см. гл. 3. [c.51]

ЭФФЕКТ ПЕННИНГА В ИНЕРТНЫХ ГАЗАХ [c.56]

Метастабильные состояния характерны для многих элементов. Однако с точки зрения использования эффекта Пеннинга для детектирования, интерес представляют лишь инертные газы, энергии возбуждения которых в метастабильные состояния достаточно велики. [c.56]

В зависимости от природы используемого газа-носителя методы детектирования, основанные на применении эффекта Пеннинга, подразделяются на аргоновые, неоновые и гелиевые. Область применения этих методов определяется главным образом энергией возбуждения соответствующих атомов в метастабильное состояние. [c.57]

Автором Проведено исследование гелиевого метода детектирования при малых энергетических потерях излучения [48, 49]. Полученные результаты позволяют сравнить эффективность двух методов детектирования — по сечениям ионизации и с применением эффекта Пеннинга в гелии. В исследованиях использовался детектор с плоскими электродами, расположенными на расстоянии 1 мм друг от друга. Одним из электродов был тритиевый источник, обеспечивавший ток насыщения 1,3-10- а в водороде и гелии при нормальных условиях. Типичный вид зависимости сигнала детектора от концентрации анализируемого вещества показан на рис. 11. Сечения ионизации молекул водорода и гелия очень близки. Это подтверждается, в частности, совпадением значений токов насыщения в этих газах. [c.61]

Исследования особенностей детектирования в режиме тока насыщения показали, что методы, основанные на использовании эффекта Пеннинга в гелии, в этом случае не требуют применения специальных мер по очистке газа-носителя. Однако возможности упомянутого метода ограничены большим фоновым током, который не может быть отделен по крайней мере простыми средствами от полезного сигнала. [c.95]

Эффективность ионизации низкокипящих газов в описанных методах в несколько раз меньше эффективности ионизации органических веществ по эффекту Пеннинга. Однако с помощью как коаксиального детекто- [c.108]

Анализ метода детектирования по подвижности и энергии электронов в режиме ионизационного усиления позволил сделать вывод, что чувствительность детектирования должна возрастать с увеличением коэффициента ионизационного усиления. Было показано также, что высокие коэффициенты ионизационного усиления целесообразно получать, используя эффект Пеннинга в бинарных газах-носителях. [c.172]

Работа галиевого детектора основывается на эффекте Пеннинга. В камере находится источник р-излучения. Электроны атома гелия (газа-носителя) в результате столкновения с р-частицами переходят на более высокий энергетический уровень. Энергия возбуждения больше энергии ионизации молекул примеси, поэтому при столкновении возбуждаемых атомов гелия с этими молекулами происходит их ионизация. Величина ионизационного тока характеризует количество примесей. Важной особенностью гелиевого детектора, является то, что он позволяет определять такие примеси постоянных газов, как азот, кислород, водород и т. п. Чувствительность гелиевого детектора достигает объемной концентрации 10" %. [c.402]

Подобными столкновениями второго рода (рис. 39), приводящими к ионизации, являются столкновения между метастабильным атомом N6 (1 Еозо атомом Аг (У = 15,7 эв) в нормальном состоянии. Энергия возбуждения расходуется на ионизацию Аг и на ускорение электрона (эффект Пеннинга). Вероятность ионизации порядка единицы. Она уменьшается, когда разность —1 воэб велика (см. Приложение 2). [c.82]

При наличии в газе атомов в метастабильных состояниях вероятность столкновений второго рода возрастает. Поэтому метастабнльные состояния играют в явлениях газового разряда большую роль. На разборе некоторых относящихся сюда явлений мы остановимся в соответствующих главах (например, влияние метастабилей на потенциал зажигания — так называемый эффект Пеннинга [696]). О неупругих соударениях второго рода смотрите также [754]. [c.217]

Если катод цилиндрический и поперечное магнитное поле направлено вдоль оси цилиндра, искривления разряда не происходит, так как поверхность катода в этом случае является полубесконечной. Электроны, эмит-тируемые катодом, движутся вокруг него по циклоиде, при этом по всой поверхности цилиндра сохраняется однородность разряда. Влияние магнитного поля на вольт-амперные характеристики разряда при такой конфигурации электродов подробно исследовалось Пеннингом и Моубисом [ 7]. В магнитном поле порядка 300 Гс при напряжении 500 В можно было получить ток в несколько. ампер, тогда как без магнитного поля ток мог составить всего несколько десятых ампера при напряжении 1500 В. В работе Пеннинга и Моубиса распылялась внешняя поверхность катода, однако можно распылять и внутреннюю поверхность цилиндрического катода (с направленным по оси магнитным полем илн без него). Если анод расположен снаружи такого катода, то добиться, чтобы разряд горел и внутри цилиндра можно только в довольно узком интервале давлений (эффект полого катода). Но если анодом служит провод, проходящий по оси цилиндра, то можно получить разряд при очень низких давлениях газа. Такую систему называют иногда обращенным магнетроном. Разряд в ней при относительно высоких давлениях аналогичен разряду в системе с цилиндрической конфигурацией и внешним по отношению к катоду [c.415]

Метастабильные атомы представляют собой атомы, находящиеся в возбужденном состоянии, переход из которого в основное и другие состояния посредством излучения запрещен. Поэтому метастабильные состояния являются долгоживущими. Время жизни метастабильных атомов определяется их столкновениями с атомами и электронами. Столкновения с электронами играют существенную роль в сильноточных разрядах и в газовой плазме. В условиях протекания слабых токов в радиоионизационных детекторах основное значение имеют столкновения метастабильных атомов с атомами основного компонента (газа-носителя) и молекулами примеси (анализируемого газа). Эти процессы приводят к разрушению метастабильных атомов — их дезактивации. Если энергия возбуждения атома газа-носителя в метастабильное состояние превосходит энергию ионизации молекулы анализируемого газа, то столкновения метастабильных атомов газа-носителя с молекулами анализируемого газа приводят к ионизации последних. Этот процесс называется эффектом Пеннинга [21, 24]. [c.56]

Очевидно, скорость реакции (3.2) определяет ток 1теи обусловленный эффектом Пеннинга [c.58]

Сообщалось об экспериментальном исследовании эффекта Пеннинга при полном поглощении излучения [47]. Кнаппом и Мейером получено хорошее совпадение эксперимента с формулой Платцмана [44]. Зависимость изменения тока от концентрации различных веществ линейно выражалась в координатах (l//met) — (1/С). Однако абсолютные значения максимального сигнала для различных веществ не совпадали. В связи с этим необходимо уточнение смысла /met макс в формуле Платцмана. По-видимому, не все метастабильные атомы могут взаимодействовать по реакции (3.2). Если [c.60]

При детектировании газов, сечения ионизации которых выше сечения ионизации гелия, отклик на малые концентрации анализируемого вещества также обусловлен ионизацией метастабильными атомами гелия. Однако с ростом концентрации вещества сигнал детектора не стремится к насыщению, как при детектировании водорода, а приближается к асимптоте (см. рис. И, а), угол наклона которой определяется значением (5а—5э/5э) [см. уравнение (3.12)]. Это хорошо видно из кривой для азота. Кажущаяся эффективность ионизации метастабильными атомами гелия существенно выше эффективности ионизации р-частицами (tgal>tga2). Измерения, проведенные для водорода, азота, кислорода и окиси углерода, показали, что эффект Пеннинга повышает чувствительность детектирования в сравнении с детектированием по сечениям ионизации на два порядка и более. Однако эффективность процессов образования метастабильных атомов р-излучением трития достаточно низка. Отношение сечений возбуждения метастабиль ного уровня и ионизации гелия р-частицами 5те / э, рассчитанное как отношение максимального сигнала детектора по водороду к фоновому току [см. уравнение (3.10)], составляет примерно 0,2. Таким образом, увеличение чувствительности более чем на два порядка в результате эффекта Пеннинга полностью обусловлено высоким отношением констант скорости ki kd или, другими словами, большим временем жизни метастабильных атомов в чистых газах. [c.62]

На рис. 22 показана зависимость сигнала детекторов с плоскими электродами от объема пробы, содержащей азот и пропан, построенная в обратных координатах. Как для пропана, ионизующегося метастабильными атомами (эффект Пеннинга), так и для азота, ионизующегося, возможно, по реакции (4.10), формула Платц. апа хопошо гы олпяется. [c.107]

Представлениям о детектировании по подвижности электронов в слабых полях не противоречат данные, полученные при работе с другими газами-носителями. Примеси в криптоне и ксеноне детектируются так же, как и в аргоне. В гелии же осуществляется детектирование лищь по сечениям ионизации и на основе эффекта Пеннинга (выще отмечалось, что в гелии эффект Рамзауера отсутствует). [c.107]

Влияние примесных доноров и акцепторов на концентрацию вакансий было предсказано Лонжини и Грин [1] путем рассуждений, аналогичных изложенным в настоящем разделе. Валента и Рамасастри [2] действительно наблюдали этот эффект при экспериментальном изучении самодиффузии в германии. Они обнаружили, что самодиффузия через нормальные узлы решетки, для которой требуется наличие вакансий, увеличивается в присутствии доноров и уменьшается в присутствии акцепторов, концентрации которых сравнимы по величине или превышают концентрации собственных носителей тока. Как и следовало ожидать исходя из рис. XI.4, при данной концентрации примесных атомов по мере повышения температуры рассматриваемый эффект становится все меньше, полностью исчезая в области II, где концентрация доноров или акцепторов становится меньше концентрации собственных носителей. Было обнаружено, что прямые, изображающие скорость самодиффузии в зависимости от температуры, имеют следующие наклоны кЗ,1 эв для чистого германия (значение, довольно близкое к найденной Пеннингом и др. [31 более точной величине 2,94 эв) 2,6 эв в присутствии доноров и 1 3,7 эв в присутствии акцепторов. Таким образом, две последние величины отличаются от наклона прямой для чистого германия на 0,5 и 0,6 эб и на 1 эв друг от друга. Учитывая разброс экспериментальных точек, можно считать, что эти разности удовлетворительно соответствуют величинам Е = 0,5 и = I. [c.258]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология