1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 130
Текст из файла (страница 130)
сг.(сек при 300' К, что соответствует подвижности 16,2 смз(в век (см. гл. 9, 6 9, и. «а», и гл. 10, 8 10, п. «б»). Эго — ионы Не,". Нюке 2 — 3 лзлс рт. ст. картина услозкнястся. В интервале от 0,2 до 2 — 3 мл> рт. ст. имеется смесь ионов Не' и Не;. хотя при давлениях ниже 0,7 мм рт. ст. почти все ионы являются Не". Измеренная подвижность ионов Не+ составляет 10,6 слР>>в ° свк. В излучении, испускаемом распадающейся плазмой, наблюдались главным образом атомные спектральные линии при низких давлениях и молекулярные полосы — прп высоких.
Интснсивность излучения была пропорциональна квадрату средней ила>ности электронов лишь в случае молекул при давлениях от 15 мм рт, ст, и выше; для спета, испускаемого атомами, не было установлено простой связи с элеи. тронной плотностью. Абсолютные интенсивности молекулярного излучения дают предел коэффициента рекомбинации при 15 л>л> рт. ст., равный 3 ° !О 'з смз/сек. Керру и др. удалось показать, что результаты их набл>одений не люгут быть объяснены парной радиационной рекомбинацисй.
Другие же виды рекомбинации рисуют картину, которая в некоторых отношениях согласуется с экспериментальными даннымп, а и других — противоречит им, являясь неубедительной или неоднозначной в иных аспектах. Удовлетворительно объяснить это излучение нельзп нп одним отдельно взятым процессом. Керр и др, предлагают ориентировочное значение для верхнего предела коэффиниегма рекомбинаш>н в гелии при 15 мм рт.ст., равное 2 ° 10 з слсз>>сея, .каз>лвая нрн э>ом, что это значение зависит от некоторых еще иеяш>ых аспе>ст я с е .тав столкновений метзстабильиых атомов н от вышних мад дифф>'зии. Каспар, Роджерс и Биоиди (80) примени.>ш комбинированную СВЧ и масс-спектрометрпчсску>а методику для изучения алек.>Ровной Река мбинацпи в азоте и к>юлорадс Измерения этих „второе > Рсч , ставля>ат особь>п интерес. иао позволяют идентг>ф»- цпр<шать вонь, з ' >оны, имщощиеся в различныс моменты времени в распадающсп , та он*сися плазме.
В пх установке используется прямоугольный СВс! резонатор (изготовленный пз нержавеющей стали), в одной из стенок которого имеется кварцевое окно для связи с СВЧ генератором, а в прогивоположной стенке--вып патруоок (диаметром 0,02 л>л>), всдущип к высокочасточ. ноа>у масс-спсктрометру (типа Вайда), и система д фф р ш>альпой откачки.
П и проведении измерении при низких концентрациях азота илн кислорода Каснер и др. использовали инертный буферный >.аз, чтобь> снизить потери частиц за счет нх диффузии на стенки. Онн установили, что в чистом азоте или в азотио-гелисвых смесях в распадающейся плазме с>рсобладак>т ионы >(з и !Чл' (прн давлениях азота от 0,1 до 7,0 л>л> рт. ст.)„тогда как при давлениях, меньших , меньших 0,01 мм рт. ст., едино~пенными заметными ионами явля>отея ионы Л!з'. В кислороде при сто парциальиых давлениях меньше 0,005 лзл> рт, ст. преобладали ионы Оз .
а при более высоких давлениях основную роль играли ионы Оз~. Опь>ть> по электрон-ионной рекомбинации проводились в таких условиях, когда данный т>ш попов преобладал в течение всего периода распада плазмы. Искл>оченис составлял азот при более высоких давлениях )>!з, когда в значительных количествах присутствовали, как только что было сказано, ионы Хз и счл. В табл.
12.7.1 приведены данные Касяера, Роджерса и Бионди (80) с поправками на диффузионные эффекты н ошибку в калиб овкс электронпои плот>>асти. Здесь же представлены и данные по молекулярным ионам инертных газов, получ ли розке л:ченные совсем недавно Оскамом н Л1иттельштадтоз>, при исследовании распадающейся плазмы СВЧ.методами. в. Другие методы исследований электрон-ионной рекомбинации. Первое экспериментальное исследование электронно рек й еомбпнации провели Кентн, Малер, Бокнер, Сейерс, воспользовавшиеся импульсной дугой в аргоне н парах цезия и ртути и нзмерившие плотности электронов с помощью зондов и фотометрических методов (3, 4).
Зле>стронпыс плотности в их опытах оказались довольно высокими (порядка 10" см з), а электронные тсмпера- глава п и, с '"Чсск Литература Система 11е;; -!. е Хе',. ) е Лга! +е Кгт +е -'. 4. 10 (2,2' О 2). Го (бд: оя).!о ' (! 2 ! О 1). !О ' (а 01 (1г 01) П (2,8 а О Я) ГО (.',7 1) . 10 ыэ1. 10 Ыс 'е !ч' +е туры достигали нсскочькпх тьняч градусов. Ка!К)!циеся значе. !шя коэффицис!еров рекбгмб1шяцпп были рявпы 2 ° 10 '" сл!з/сек но эти данные, по-видик!Ох!у, ие очень псины из-за того, что не была проведена идентификация ионов и прк анализе дяиньж не были учтены зффекть! Ямбиполярной диффузии. Tсгблнчс! 127 ! Коэффпш!енты рекоя!б»на»юг ллн райли шых молекулярных ноноп в 1азе то!о же рода, !То и конь!, р! 7 Данные отвоопся к лисс пн.,тинная алект1ы,вал рекомбкиага н н бы: *.
получены при исслелонаяи: рассала: пасла в плаа;:ы !.ВЧ рк рятс, Всосав« говоря, к аафммеит лисса акти иой рссамг яааы к тса «*н таа: сага от нлеарее равняв[пса ной роком!.«иыа п7 ляя ы га "й та ории ласт к а';йп* е~паа, рав. мыс примерно б 1 ° ся'сск. !т Позднее Крэггс и сто коллеги исследовали электрон-ионную рекомбинацию в спльноточпых искропых каналах, пользуясь фотоумножителях!и и бьгстрыми осцплло рафами. Коэффициенты рекомбинации бьии получснь) также косвенным путем !'Райс.. мом с сотр., которые набл!одали профили линий в очень г1лотной плазме (па='10' сна), Ссьшкп пя эт) работу даны Бейтсом и Дялгарно [24[. фаулер и стткинсон [811 исследовали рекой!!опнацику электронов в атомарном водороде, измеряя абсол!отну!о интенсивность излучения сплошного спектра, связанного с бальмеровскийш линиями; опыты проводилпсь в ударнсн труое, содержащея расширяющую я водородную плазму в области, где поля отсут.твуют.
Плотность ионов составляла 6 ° 10»' сл! ', а тсмперату- ргк!См!1,пили:.!н бвт аа — - 01Ю;!О 45('бч К. Ав!Оры р»боты получили для коэффпцисита зп-чснис 10 - см' сек, вполне подходящее для гскомбшищип з!ш' 1' :.,Ядпяг(иоппого г-о процесса при указанных выше условиях сгОвяпив ка!СктрОИ-пгапн!6) (н'комбиня1!ии в плотной МЛ»!ной И В!Х!О1' ' г 1* ' ! ь ', ° с, Одноп плазме Вьпючаасн ! Ирпмснонисм СБ 1 и ии!.и 1руп!юй, '!або!яю;ш п ня пршютонском "'9, 82 .84![.
Рсзульыыы юих н!.с:кдованпп в оо стеййяоалоре !!», шея! согласу!От отея с твори:й ударно-ряш!Япионноп рекомбинации, , звн!ои Бсйтсом, Кингстоном и й)ак Уир!ором [47, 53[, а также , апалогич... Рп ло и шь!ми ряс»Стати! !5Я!)рона, Стаблеря и Борца,, [ Бядз и Кпсхдз!и [86[ исслсдсвалп игяодом двоиного зонда эг!а!Итров-ИОНН)г! р ! : о Регомбииа!шю в иезпевон теплов«й плазме .лсктроннык температурах от 2000 до 2500" К.
Их рсзуль- тягы качественно согласуются с теорией ударно-рядиационп Ряской!биа!Вции. ч 8. Диффузионные э![!фекд!л Я Оп!нгях по рекомбипации Б простом случае Рястшдя двухкомпонснтнОй спш(смы эксп!» !»меитальяые методы, Опнсаишк в общих чертях в Э 6 и 7 на!тояш!'и главы, должны давать л!иейнос уменыпсние обргггнои (! 2.
! Л ) 1. Но, как ы пло юст. заряд. ! Вр, .« ['с мы уж! видели, могут возникнуть осложнения из-за вторичной поии: яцик, понпо.молекулярных реякшгй» пр!шииания электронов. Их можно учссдь прн анализе рекомбинации многокомпопсн!Иых систем мсто !ямп. Ряссмо !гснпычп! В ф 2 нястояппей глляы, Кроме того„слсдусг )чкс71 влип»»с дпффузич пя кяж)'- щу!Сюп скоросгь рекой!6»пац!Пь Нш оторьк пз такого рода эффектов пыли проанализированы Оскамом [73[ В случае Оесконеч! »)х п,!Ряе! Сльных !шоскос !е», » таю»: Грссм и Корром [67[, Рассматривавшими рекомбпнацшо п плазме, ограни!виной бесконечно длинным цилиндром илп сферой.
Эти исследования позволяют сделать ван!Нос закупочснис; линейность обра!Нои величины плотности по яремы!и сама и ссбс сьт с :, ! бс сщс нс означает, мо по наклону примой па соотвстствукхпем графикс можно полуп1ть коэффнппснт рскомбипап!Я1, когорый имел бы Реальный смысл; лннспнОст1 к!Ожет пяблюдя ! ься 2)а!же В том сл1учяс, ко!да распад плазмы определяется днффузнен. 11гык! в общих чертах дасгся расчет Грея и Ксрра а.
Метод анализа Грея и Керра. Гр! й и Ксрр рассматривали распада!Ощу!ося плазму СБИ рязр'дя. в которой убыль заряженных частиц определяется конкурирующими процессами диф!Ьузии и электрон-ионвоп рекомбипац!и! Оня исходили из мотели, согласно которой убыль электронов вызывается только рвкомыппщггя гллвх п ч! пгп апг да ааг а (12.8.1) антенна = О (12.8.2) дг г дг дг а уравнение (12.8 4) даг Ж, д ~гг ~«') .а„г 44 РЬ Ман.Дан«ель объелгной реколбинаг!ивй с однил гипол полоесигсльных ионов иля алгбиполярной диффдзией ва стенки, сопровоесдаюи!висяповерхносгной нейтрализацией.