Селективная многофотонная ИК диссоциация молекул SF6 и CF3I в неравновесных условиях импульсного газодинамически охлаждённого молекулярного потока, взаимодействующего с твёрдой поверхностью

• Автор: Петин, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва, Троицк
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В.1. Обзор ранних работ

В.2. Качественная модель нзотопически-сслективной

многофотонной диссоциации (МФД) молекул

В.З. Неравновесные условия, реализуемые в газодинамически

охлажденном молекулярном потоке и в скачке уплотнения

В.4. Защищаемые положения

В.5. Краткое содержание диссертации

ГЛАВА 1. Селективная ИК многофотонная диссоциация молекул ЭЕб и СЕ31 в импульсном газодинамическом потоке
1.1. Ранние экспериментальные работы по ИК МФД молекул БЕ; и СЕ
1.2. Экспериментальная установка
1.3. Измерение параметров сверхзвукового потока
1.4. Детектирование НЕ* люминесценции как метод измерения выхода продукта 8Е
1.5. Измерение и анализ продуктов диссоциации 8Е4 и СгЕб
1.6. Времяпролётные спектры молекул 8Еб и СЕ
1.7. Основные результаты
ГЛАВА 2. Изучение ИК МФД молекул 8Е6 и СЕ31 в условиях
импульсного потока, взаимодействующего с твёрдой поверхностью
2.1. Исследование диссоциации молекул вЕб и СЕ31 в импульсном молекулярном потоке, падающем на поверхность
2.2. Диссоциация молекул 8Еб и СЕ31 в случае возбуждения в скачке уплотнения

2.3. Оценки плотности и температуры молекулярного газа
в скачке уплотнения
2.4. Основные результаты
ГЛАВА 3. Спектральные характеристики многофотонной
диссоциации молекул 8Р6 и СГ
3.1. Спектры МФД вБе, измеренные методом детектирования люминесценции Нїї*
3.2. Исследование спектральной зависимости выхода 8Р4 в случае возбуиедения 8Р6 в невозмущённом потоке
3.3. Изучение селективности в продукте 8Р
3.4. Исследование спектральной зависимости выхода СгРб и коэффициента обогащения его изотопом 13С
3.5. Роль колебательной и вращательной температур в формировании изотопической селективности многофотонной диссоциации молекул 8Рб
3.6. Результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Изотопы химических элементов в настоящее время получили широкое применение в медицине, биологии, геологии, ядерной энергетике, микроэлектронике, научных исследованиях [1]. В химии стабильные изотопы используются для изучения механизмов и кинетики органических реакций, синтеза химических элементов, процессов катализа [1]. В медицине изотоп |3С широко применяется для диагностики различных заболеваний [2]. На протяжении многих лет потребность в изотопах углерода, кислорода, азота с каждым годом только возрастала [2,3]. Быстро растущий спрос на стабильные изотопы стимулировал поиск новых высокопроизводительных экономичных методов разделения изотопов.
В настоящее время одним из перспективных методов для разделения изотопов средних масс считается метод, основанный на явлении селективной многофотонной диссоциации молекул интенсивным инфракрасным лазерным излучением. Основное достоинство метода - это высокая селективность а элементарного акта разделения. В традиционных методах селективность на одной ступени, как правило, не превышает 1,05. Лазерные методы обеспечивают получение селективности а в диапазоне от десятков единиц до десяти тысяч [2], что позволяет значительно сократить число ступеней разделения, и в ряде случаев довести их число до одной. К числу достоинств метода относится также использование импульсных ССЬ-лазеров (источник ИК излучения), работающих с частотой повторения импульсов до 400 Гц, при средней мощности излучения несколько киловатт, с коэффициентом полезного действия (КПД) 5-10%. ССЬ-лазер достаточно прост в эксплуатации и доступен по цене.
Для разделения изотопов углерода метод был доведён до практической реализации. Так, в недавнем прошлом в Калининграде был построен и успешно функционировал завод по разделению изотопов углерода на основе

Для получения сверхзвукового молекулярного потока использовалось импульсное сопло типа "токовая петля” [84]. Конструкция сопла показана на рис. 3. Верхний и нижний электроды представляют плоские металлические пластины, соединённые между собой так, что они образуют замкнутую цепь (“токовую петлю”). Сопло работает следующим образом. В состоянии, когда сопло закрыто, верхний электрод, прижимается к уплотнительному кольцу, (орифису, сделанному из витона) силой упругой деформации и закрывает выходное отверстие. При этом газ не вытекает из сопла (рис. 3. а).

Рис. 2. Схема экспериментальной установки [58].
При пробое разрядника по электродам протекают импульсные токи противоположного направления, что приводит к возникновению между электродами силы отталкивания. Эта сила отбрасывает верхний электрод от