Диссертация (Экспериментальное исследование источника вакуумного ультрафиолетового излучения на основе ртутного разряда низкого давления с высокой плотностью тока), страница 2

XLМеждународнаяфизикеплазмыиУТС.Звенигород, 2013.4. Всероссийскаяконференция«Современныепроблемыфизикиплазмы». Махачкала, 2013.5. 56 научная конференция МФТИ. Москва, 2013.6. IIIмеждународнаямолодёжнаянаучнаяшкола-конференция«Современные проблемы физики технологий». Москва, 2014.7. XLI Международная конференция по физике плазмы и УТС.Звенигород, 2014.Список основных публикаций.По результатам работы опубликовано11 печатных работ, из которых 3опубликованы в рецензируемых научных журналах, 8 – в сборникахматериалов всероссийских и международных конференций.1. Шунков Ю.Е., Попов О.А., Левченко В.А.

Экспериментальноеисследование генерации вакуумного ультрафиолетового излученияплазмы, возбужденной на частотах 10-80 кГц в смеси паров ртути иинертных газов // Вестник МЭИ, №2, 2014. С. 51-55.2. LevchenkoV. A., VasilyakL. M., KostyuchenkoS. V., KudryavtsevN. N.,SvitnevS. A., SokolovD. V., ShunkovYu. E. Protective Coatings with aMixed Composition for LowPressure Discharge Amalgam Lamps // SurfaceEngineering and Applied Electrochemistry, 2015, V.

51, No.1, pp. 54–57.83. Василяк Л.М., Дроздов Л.А., Костюченко С. В., Кудрявцев Н.Н., СобурД.А., Соколов Д.В., Шунков Ю.Е. Методика измерения мощности УФизлучения трубчатых бактерицидных ламп низкого давления //Светотехника. – 2011.–№ 1. – С. 29 – 32.4. Шунков Ю.Е. Генерация линии 185 нм ртутным разрядом низкогодавления в смеси неона и аргона // Тезисы докл. научно-техн. конф.«Молодые светотехники России». Москва, 2012.5. Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Собур Д.А., Соколов Д.В., ШунковЮ.Е. Генерация ВУФ (185 нм) излучения ртутным разрядом низкогодавления // Материалы VII Всероссийской конференции по физическойэлектронике ФЭ-2012.

Махачкала, ИПЦ ДГУ. С. 107 – 111.6. Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Левченко В.А., Собур Д.А., ШунковЮ.Е.Влияние состава буферной смеси и частоты разрядного тока нагенерацию линии 185 нм ртутным разрядом низкого давления // Тезисыдокладов XL Международной (Звенигородской) конференции пофизике плазмы и УТС. – Звенигород, 2013.7. ЛевченкоВ.А.,СоколовД.В.,КостюченкоС.В.,КудрявцевН.Н.,Шунков Ю.Е. Новый источник бактерицидного излученияповышенной мощности для установок обеззараживания воды //Материалы Всероссийской конференции «Современные проблемыфизики плазмы». Махачкала, 25-27 октября 2013 г. С.

92-95.8. ЛевченкоВ.А.,СоколовД.В.,КостюченкоС.В.,КудрявцевН.Н.,Шунков Ю.Е., Ермаков В.Н. Новое поколение источниковбактерицидного излучения для установок обеззараживания воды //Труды 56-й научной конференции МФТИ, Москва-ДолгопрудныйЖуковский, 25-30 ноября 2013 г. Молекулярная и химическая физика,с. 36-38.9. Левченко В.А., Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н.,Свитнев С.А., Соколов Д.В., Шунков Ю.Е.

Экспериментальное9исследованиепокрытийсмешанногосоставадляамальгамныхгазоразрядных ламп низкого давления // Тез.докл. III международноймолодёжной научной школы-конференции «Современные проблемыфизики технологий». Москва, 2014, С. 278-280.10. Левченко В.А., Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., СобурД.А., Старшинов П.В., Шаранов Е.П., Шунков Ю.Е. Исследованиегенерации ВУФ излучения ртутным разрядом при давлении буферногогаза менее 1 торр // Матер.

VIII Всеросийской конференции поФизической электронике ФЭ-2014. Махачкала. 2014. С. 124-126.11. Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Левченко В.А., Соколов Д.В.,Шунков Ю.Е. Новая высокоэффективная газоразрядная лампа низкогодавления повышенной мощности // Тезисы докл.

XLIМеждународнойЗвенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Звенигород,10-14 февраля 2014 г. С. 242.Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения. Работаизложена на 109 страницах текста, содержит 57 рисунков и 6 таблиц.

Списоклитературы насчитывает 73 наименования.Первая глава содержит анализ литературных данных, посвященныхгенерации УФ – излучения плазмой ртутного разряда низкого давления.Рассматривается классификация УФ – излучения. Проводится краткий обзористории развития применений УФ – излучения. Описываются физическиеосновы генерации излучения ртутной плазмой низкого давления. Излагаютсяданные о влиянии различных параметров на генерацию УФ – излученияразрядом в парах ртути. Рассматриваются различные радиометрическиеметодики для измерения оптических параметров УФ – ламп.Втораяглавадиссертациипосвященаметодическимвопросам.Описаны используемые в работе экспериментальные образцы. Предложена и10проверена методика измерения потока излучения резонансных линийртутной плазмы.

Описана использованная в работе экспериментальнаяустановка. Приведены характерные погрешности измерений.Втретьейглавеприводятсяэкспериментальныерезультатыисследований свойств ртутного разряда низкого давления, и влияния,которое оказывают на них различные условия разряда. А так жепроизводится обсуждение полученных результатов.В заключении диссертации изложены основные выводы работы.111. Анализ литературы.1.1. Классификация УФ излучения.Непрерывный спектр электромагнитных излучений распространяется отгамма-лучей (λ<5 пм) до длинноволновых радиоизлучений и излученийгенераторов переменного тока промышленной частоты с длинами волнвтысячи километров.

В соответствии с широким диапазоном изменения длинволн и частот излучений очень значительно изменяются и их свойства,определяемые в значительной мере энергией фотона [1]. Средняя областьспектра электромагнитных излучений носит название оптической областиспектра (1нм–1мм). В оптической области выделяют т.н. ультрафиолетовоеизлучение (1-380 нм). Впервые УФ излучение было обнаружено в 1801 годуИоганном Вильгельмом Риттером [2].В 1893 году Виктор Шуман открылизлучениесдлинойволныменее200нм,названноевакуумнымультрафиолетом [3].В настоящее время выделяют несколько подвидов УФ излучения (Табл. 1.1.1.).Табл. 1.1.1.

Типы УФ-излучения согласно ISO 21348:2007НаименованиевидаУФДиапазон длинЭнергияАббревиатураволн, нмфотона, эВБлижнийNUV400— 3003.10 — 4.13СреднийMUV300— 2004.13 — 6.20ДальнийFUV200— 1226.20 — 10.2ЭкстремальныйEUV, XUV121— 1010.2 — 124ВакуумныйVUV (ВУФ)200— 106.20 — 124Ультрафиолет АUVA (УФ-А)400— 3153.10 — 3.94Ультрафиолет BUVB (УФ-B)315— 2803.94 — 4.43Ультрафиолет СUVC(УФ-С)280— 1004.43 — 12.4-излучения12Верхняя граница области ВУФ - излучения в 200 нм определяетсяоптической непрозрачностью воздуха для более коротких длин волн (заисключением небольшой полосы прозрачности в районе 120 нм [4]). Даннаянепрозрачностьобусловленасильнымпоглощениеммолекулярнымкислородом воздуха с образование озона. Из-за данной особенности, ВУФ –излучение так же называют озонирующим.1.2.

Некоторые области применения УФ излучения.В 1877 году Доунс и Блант обнаружили эффект стерилизациижидкостей под воздействием солнечного излучения[5]. В 1903 годуНобелевскую премию по физиологии и медицине получил Нильс Финсен заоткрытие нового направления в медицине – фототерапии, и лечениеволчаночного туберкулеза оптическим излучением. Втомжегоду, Барнард иМорган показали, что излучение в диапазоне 226-329 нм обладаетбактерицидным эффектом, с максимумом эффективности около 250 нм[6].

Ав 1904 году инженер фирмы Heraeus Ричард Кёх создал первую ртутнуюкварцевую лампу, использовавшуюся, первоначально, для задач уличногоосвещения. Обеззараживающее действие таких ламп было впервые публичнопродемонстрировано в Марселе в 1910 году [7].В настоящее время,бактерицидное излучение находит применение в биохимии, подготовкепитьевых и сточных вод, очистке воздуха и поверхностей, в пищевойпромышленности.

Бактерицидный эффект обусловлен способностью УФ-Сизлучения нарушать структуру бактериальных ДНК, что в дальнейшемпрепятствует репликации, а в больших дозах - разрушать клеточныемембраны[7,8,9].Обеззараживающим действием так же обладает озон, который, за счетсвоей высокой реакционной способности (окислительный потенциал 2,07 В),способен деполимеризовывать органические молекулы. В 1972 году Болон и13Кунц, исследуя возможности разрушения фоторезистивных полимеров спомощью УФ излучения, обнаружили, что положительный результат даетсовместное применения излучения УФ-С спектра и озона [10].А начиная с1974года, группа Вига предприняла комплексные исследования возможностиочищать поверхности от различных типов загрязнений, путем обработкисовместно УФ - излучением и озоном [11]. Интерес представляет какприменение самого озона (химия, химические технологии, физическаяхимия, медицинские технологии, сельское хозяйство и.т.д.), так и класспроцессов т.н.

advanced oxidation (АОТ). К этому классу относятся процессыокисления органических и неорганических соединений с участием OH –радикалов (один из сильнейших известных окислителей, см.Табл. 1.2.1.),озона и пероксида водорода (H 2 O 2 )[12].Табл. 1.2.1. Окислительные потенциалы некоторых окислителей в воде [13]ОкислительОкислительный потенциал, ВF23,6ОН2,8О(1D)2,42O32,07H2O21,77O21,23Cl 2 О1,2Перечисленныевыше процессы тесно связаны друг с другом.

Дляиллюстрации последнего утверждения ниже приведены формулы некоторых(фото)химических превращений, характерных для АОТ [13,14,15].3 + ℎ → 2 + (1 ).(1.2.1.)14(1 ) + 2 → 2 → 2 2 .(1.2.2.)2 + ℎ → + .(1.2.4.)2 2 + ℎ → 2.(1.2.3.)Существует несколько распространенных методов получения озона. Впромышленных задачах наибольшее распространение получил электросинтезбарьернымразрядом[16,17].Данныйметодхарактеризуетсявысокойэффективностью и производительностью, при использовании чистогоосушенного кислорода. Для наработки озона используются и другие типыразрядов, например, коронный, дуговой (плазмотроны) и поверхностный.Для данных методов так же желательно использование сухого кислорода.Кроме того, обрабатываемая газовая смесь должна постоянно остужаться, т.к.с ростом температуры увеличивается роль термической диссоциациинаработанного озона.