Ионизация плазмы

Низкотемпературная плазма возникает при температурах от 10" до 10 К. Для нее характерна невысокая степень ионизации. Степень ионизации плазмы а) — отношение числа заряженных частиц к общему числу всех ее частиц. Выражают ее обычно в %. Низкотемпературная плазма бывает слабо ионизированной (а < 1%) и умеренно ионизированной (а > 1%). Такая плазма присутствует [c.165]

Изменение термодиффузионного фактора а по предложению Меккера [Л. 6-12] можно выразить в зависимости от степени ионизации плазмы х через фактор (14-- ) Тогда для малых ионизаций получим [c.270]

Быстрый нагрев и химическая ионизация плазмой реагентного газа Поток ионов Хе" " или Сз" " с энергией порядка единиц кэВ [c.270]

В случае неполной ионизации плазмы и достаточно больших давлений обычно реализуется максвеллизация отдельных ее компонентов (поэтому в этом случае оправдано применение спектральных методов). Такая плазма, у которой хотя бы для частиц данного рода или скоростей в данном направлении распределение является максвелловским, называется термической плазмой. Иначе говоря, термической является плазма, для описания которой применимо понятие температуры. [c.8]

Спектральные линии хлора расположены в видимой и УФ-об-ластях. Линии хлора имеют высокий потенциал возбуждения и в связи с этим трудно возбуждаются в пламени дуги и искры. Чувствительность этих линий при определении хлора даже при возбуждении спектра в низковольтной и конденсированной искре не превышает, как правило, сотых долей процента. Наиболее чувствительные линии хлора С1 I 134,72 нм и С1 II 107,105 нм. Потенциал возбуждения равен 9,16 в, ионизационные потенциалы равны соответственно 12,96,45,62 в. Эти линии при возбуждении спектра высоковольтной искрой проявляются слабо из-за высокой степени ионизации плазмы в мош,ных разрядах [55а]. [c.120]

При использовании низковольтного разряда достигается значительная ионизация плазмы, ввиду чего в ней не образуются молекулы циана и интенсивность циановых полос резко снижается, что практически обеспечивает возможность определения элементов, линии которых расположены в интервале длин 3500—4216 А. [c.76]

С повышением давления до атмосферного и выше возрастает степень ионизации плазмы и снижается средняя энергия электронов. В таких условиях становится существенной в процессе диссоциации роль ступенчатого возбуждения колебательных и электронно-колебательных уровней и ступенчатой ионизации. [c.266]

По мере повышения степени ионизации плазмы и снижения средней энергии электронов (это, как правило, происходит при увеличении давления газа, в котором генерируется плазма, до атмосферного и более высоких давлений) возрастает роль ступенчатых процессов возбуждения колебательных, электронно-колебательных уровней и ступенчатой ионизации. Эти процессы будут рассмотрены в следующих параграфах. [c.148]

Если теперь принять во внимание условие квазинейтральности плазмы (Ке = N1) и сделанное предположение о равновесии верхних уровней (п > По), лежащих вблизи границы ионизации, с непрерывным спектром, то приходим к формуле (3.3). Сшивка функции распределения с равновесной на некотором граничном уровне по правильно задает поток электронов как в случае рекомбинации, так и в случае ионизации плазмы и, кроме того, скорости прямого и обратного процессов автоматически подчиняются принципу детального равновесия (3.4). [c.116]

После этого уравнение (3.49) для степени ионизации плазмы легко проинтегрировать. В результате имеем [c.133]

Как следует из решения уравнения (3.15), плотность электронов для не очень больших моментов времени остается постоянной и определяется начальной степенью ионизации плазмы. Для числа фотонов Р Ме(аВ) интегрирование (3.58) с нулевым начальным условием дает [c.136]

По мере увеличения степени ионизации плазмы наблюдается снижение величины средней энергии электронов, что приводит к уменьшению сечения вращательного возбуждения электронным ударом (меньше вклад резонансного рассеяния), но увеличивается число столкновений, необходимых для вращательной релаксации Поэтому, например, в дуговой плазме при атмосферном давлении, горящей в газе гомоядерных молекул (Og, N2, воздух, их смеси с аргоном и т. д.), влиянием электронного удара на заселение вращательных уровней можно пренебречь лишь при Уе 10 , а в газе гетероядерных молекул (например, СО) это возможно лишь при Уе [c.89]

Наибольшее влияние на вид ФР и концентрации возбужденных молекул оказывает степень ионизации плазмы [401] (рис. 4.12). Это следует и непосредственно из (4.14). [c.100]

Рис. 4.12. Зависимость относительной заселенности колебательных уровней основного электронного состояния молекул азота и средней энергии колебательного возбуждения от степени ионизации плазмы

Результаты расчетов в неравновесной плазме тлеющего разряда в азоте в широком диапазоне изменения параметров разряда удовлетворительно описываются единой зависимостью от степени ионизации плазмы, что подтверждает преобладающее влияние этого параметра на вид ФР по колебательным уровням (рис. 4.12). [c.102]

Рис. 5.4. Влияние степени ионизации плазмы на коэффициент скорости возбуждения аргона электронным ударом [338] при различных значениях приведенного электрического поля

Рис. 5.16. Зависимость средней энергии колебательного возбуждения моле-к>л азота от степени ионизации плазмы в тлеющем разряде в азоте (I), в смеси азота с водородом (2) и аммиаке (3)

Рис. 7.3. Зависимость эффективного коэффициента скорости диссоциации двухатомных молекул от степени ионизации плазмы

Температура газа, при которой наблюдается переход от термической диссоциации к нетермической (инициированной электронным ударом) увеличивается с повышением степени ионизации плазмы и температуры электронов и зависит от сорта молекул. Например, для молекул азота при Уе = Ю переход к термической диссоциации происходит при температурах, превышающих 6000 К [139, 553]. [c.190]

При повышении степени ионизации плазмы возможно ступенчатое возбуждение электронных уровней молекул электронным ударом [137, 139]. Скорость его можно найти путем решения соответствующих балансных кинетических уравнений (см. гл. IV, 3). Ступенчатое возбуждение электронных уровней молекул в отличие от уровней атомов будет приводить не столько к ионизации, сколько к диссоциации молекул, если плазма далека от диссоциационного равновесия, т. е. если концентрация фрагментов — продуктов предиссоциации меньше равновесных, рассчитанных по уравнению Саха с Т = Те (см. гл. I, 1). Скорость ступенчатой ионизации молекул через электронные уровни при этом может оказаться на несколько порядков величины ниже равновесной, так как заселенности уровней, лежащих выше пределов предиссоциации, могут быть на три-пять порядков величины ниже равновесных. [c.197]

По мере повышения температуры газа и степени ионизации плазмы все более существенную роль в гибели этих возбужденных частиц начинает играть их диссоциация. Для того чтобы рассчитать в таких условиях скорость рекомбинации, необходимо решить задачу ступенчатого девозбуждения — возбуждения колебательных и электронно-колебательных уровней с учетом рекомбинации и диссоциации (см. гл. IV, 1 гл. VII). Расчеты модельных задач показывают, что при увеличении температуры газа узким местом в рекомбинации, определяющим суммарную скорость, становятся переходы между колебательными уровнями, расположенными на расстоянии нескольких от границы дис- [c.202]

При низких давлениях (р < 1 Тор) и малых степенях ионизации плазмы (у С 10 ) основную роль в инициировании химических реакций играют столкновения молекул с электронами, при- [c.276]

Таким образом, показано, что описание плазмохимические системы позволяют получать водород из воды с близкими значениями энергетической эффективности 60 — 70% (4 — 5 эВ/мол.). При этом прямое разложение перов воды физически наиболее простое, однако накладывает очень жесткие ограничения на степень ионизации плазмы. Введение добавок (в частности СО2) позволяет значительно смягчить требования к электронной концентрации, но при этом сужает область допустимого состава смеси. [c.72]

Электроны, ускоренные в области катодного падения потенциала до энергий 50—90 эВ, быстро термолизуются в соответствии с распределением Максвелла и увеличивают ионизацию плазмы. [c.39]

К новым приемам усовершенствования некаталитических процессов относятся, например, плазмохимические процессы и с использованием ультразвука. Плазмохимические процессы возможны при сильном нагревании вещества, когда наступает термическая диссоциация, и молекулы газовой фазы разлагаются на атомы, превращающиеся затем в ионы. Плазма — это ионизированный газ, содержащий заряженные частицы газовые ионы и свободные электроны. Вследствие ионизации плазма электропроводка, но она элек-тронейтральна, так как положительные заряды ионов и отрицатель- [c.128]

При достаточно высоких температурах на термодинамические свойства ионизованного газа может оказать влияние электромагнитное излучение. В Справочнике это влияние оценивалось лишь для случая равновесного излучения. Расчеты параметров плазмы, выполненные при подготовке настоящего Справочника, показали, что излучение начинает оказывать заметное влияние на параметры плазмы лишь при температурах более 70 000° К. При этом из-за полной диссоциации и ионизации плазмы излучение не влияет тна положение химического и ионизационного равновесия. Поэтому таблицы параметров йодородной плазмы в Справочнике рассчитаны без учета электромагнитного излучения. Оценка его влияния дается в разделе 2.5. [c.19]

Предельные случаи неионизованного и полностью ионизованного газа. Сравнение с другими методами. В предыдущем разделе выражения переносных коэффициентов плазмы были найдены из ренхения кинетического уравнения Больцмана, т. е. в так называемом приближении дискретных взаимодействий, широко используемом в кинетике неионизованных газов, когда взаимодействия между частицами являются короткодействующими. Раньше уже отмечалось, что удается формально сохранить это прибли-укение в случае плазмы, где имеют место кулоновские, дальнодействующие взаимодействия, благодаря осуществлению таких нестрого обоснованных действий, как, например, обрезание расходящихся интегралов столкновения на радиусе экранировки или введение экранированного потенциала взаимодействия. Судя по литературным источникам, для получения аналитических выражений кинетических коэффициентов частично ионизованной плазмы этот путь, видимо, является наиболее строгим. Известно, что в пределе, когда степень ионизации плазмы стремится к нулю, полученные выражения дают достаточно точные, многократно проверенные экспериментами, результаты [16, 42]. Особый интерес представляет анализ достоверности метода в другом предельном случае, когда [c.32]

Таким образом, при температуре полгюй ионизации плазмы (Г Ю К) плотность энергии излучения в ней становится преобладающей, Это приводит к весьма важному, практически нежелательному при термоядерных реакциях следствию—трудности адиабатной изоляции такой плазмы [c.216]

Рассмотрим принципиальные основы решения уравнений атомарной кинетики на примере водородной плазмы. Введем упрощаюшие предположения. Для свободных электронов принимается максвелловская функция распределения по скоростям с постоянной электронной температурой Те. Пусть степень ионизации плазмы такова, что наиболее вероятными из элементарных процессов являются соударения атомов с электронами первого и второго рода и маловероятны процессы межатомных и атом-ионных столкновений, а также однократные столкновения, приводящие к ионизации, радиационной и тройной рекомбинации. Как показал анализ, для достаточно плотной плазмы электрон-ионную рекомбинацию и ионизацию следует рассматривать как процессы хаотического движения электрона по энергетическим уровням. В рамках сделанных допущений система уравнений баланса заселенностей в пространственно однородном случае имеет вид [c.115]

Пусть в начальный момент времени степень ионизации плазмы не соответствует температуре свободных электронов Те. Рассмотрим процесс релаксации такой неравновесной плазмы на оЬнове системы уравнений (3.1) при постоянной Те. Очень быстро за время порядка времени соударений между свободными электронами населенности верхних дискретных уровней, начиная с некоторого граничного уровня по, приходят в равновесие с непрерывным спектром и описываются формулой Саха с текущими значениями концентрации электронов [c.115]

Таким образом, полученные функции распределения заселенностей на примере водородной плазмы описывают довольно широкий круг явлений. Это относится и к распределению, учитывающему лишь первую производную, которое подобно распределению Тринора для колебательных уровней молекул, зависит от двух параметров Те и 01. Электронная температура характеризует как внешнее условие, так и функцию распределения по уровням. Температура 01 при данной Те характеризует внутренние свойства распределения. Найденные аналитические функции распределения правильно описывают практически наиболее интересную стадию релаксации как в режиме рекомбинации, так и в режиме ионизации плазмы и являются удобными в анализе кинетики активных плазменных сред. [c.123]

Процессы, обратные предиссоциации молекул, с последующей радиационной и столкновительной дезактивацией образующихся электронно-возбужденных молекул приводят к рекомбинации тяжелых частиц в более сложные молекулы (ударно-радиационная рекомбинация (см. гл. VIII, 1). Вклад таких процессов в суммарную скорость объемной рекомбинации увеличивается по мере повышения температуры и степени ионизации плазмы и может существенно превышать вклад рекомбинации на третьем теле без участия неадиабатических переходов. При больших степенях ионизации плазмы ij , 10 ) заметный вклад в рекомбинацию частиц могут давать тройные соударения с участием электронов в качестве третьего тела, уносящего энергию возбуждения образующегося продукта. [c.279]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология