Микроволновый газовый разряд и его использование для разложения фреонов

• Автор: Мисакян, Мамикон Арамович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 83 с. : ил.

Глава 1. Микроволновый разряд как возможный способ очистки воздушной среды, загрязненной фреонами и средство утилизации накопленных фреонов.(Обзор литературы и постановка задачи)
1.1. Очистка окружающей среды свободно локализованными
микроволновыми разрядами
1.2. Утилизация накопленных фреонов
1.3. Выводы
Глава 2. Исследование физических характеристик микроволнового
инициированного разряда высокого давления
2.1. Введение
2.2. Механизмы формирования контрагированных образований (каналов) в микроволновом разряде высокого давления
2.3. Постановка эксперимента. Схема эксперимента и описание методик
2.4. Результаты эксперимента
2.5. Обсуждение результатов измерений
2.6. Заключение
Глава 3. Свободнолокализованный микроволновый разряд, как средство
очистки атмосферы от хлорфторуглеродной примеси
3.1 Описание экспериментальной установки, схемы эксперимента и диагностик плазмы
3.2 Результаты эксперимента
3.3 Обсуждение результатов измерений
3.4 Выводы
Глава 4.Исследование процессов разрушения и трансформации фреонов в
микроволновом разряде высокого давления
4.1. Введение
4.2. Схема эксперимента. Описание методик
4.3. Результаты экспериментов
4.4. Обсуждение результатов. Возможные процессы трансформации фреонов в свободно локализованном микроволновом разряде

4.4.1. Особенности инициированного микроволнового разряда в газах высокого давления
4.4.2. Разрушение и трансформация исходного фреона
4.4.3 Образование 81р4
4.4.4. Заключение
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
6. Литература

Одним из наиболее опасных последствий производственной деятельности человечества является происходящее в течение последних десятилетий разрушение озонного слоя Земли - естественного «щита», экранирующего все живое от губительного действия биологически активного солнечного ультрафиолетового излучения. Согласно широко распространенной точке зрения (подтверждаемой многочисленными натурными измерениями со спутников, самолетов и с помощью наземных станций) [1,2] основная причина истощения озонового слоя - выброс в атмосферу хлорфторуглеродов (фреонов), имеющих антропогенное происхождение и широко использующихся в технике и в быту.
К числу наиболее «опасных» для озона относятся такие фреоны, как СРС-12 (СР2С12), СРС-11 (СРСЬ), СРС-113 (С2РзС1э) и др. Эти чрезвычайно стойкие в обычных условиях химические соединения диффундируют через всю толщу атмосферы и разлагаются за счет фотодиссоциации под действием ультрафиолетовой составляющей солнечного света в стратосфере. Отщепляющийся при этом хлор является катализатором в -реакциях уничтожения озона типа:
Фреоны, кроме того, за счет сильного поглощения инфракрасного теплового излучения участвуют в процессах, приводящих к парниковому эффекту, уступая при этом по эффективности только лишь С02.
Человечество могло бы избежать грозящей опасности лишь в том случае, если за грядущие десятилетие ему удалось бы придумать и осуществить способ очистки воздушного океана от хлорфторуглеродов.
Среди относительно небольшого числа опубликованных в печати предложений активной защиты и восстановления озоносферы [3-6] следует прежде всего отметить работы Т.Стикса [3,4] и А.Вонга [5, б].
К сожалению, ни один из представленных в литературе [3-6] способов не может быть рассмотрен как способ, полностью решающий актуальную экологическую проблему защиты и восстановление озонового слоя.
Поэтому несомненный интерес представляют новые варианты активного воздействия на окружающую среду, к числу которых может быть отнесен проект, предложенный и развиваемый в ИОФАН. Идея этого проекта основана на
С1 + 0з=>С10 + 02 СЮ + О => С1 +
(В.1) (В.2)
причем один атом хлора может разрушить до 105 молекул озона.

кривой 3 на рис 3.2, где приведена часть сигнала фазового детектора, соответствующая временам после выключения микроволнового импульса.
Средние значения плотности плазмы для различных давлений азота также приведены в таблице 3.1. В пределах ошибок измерений они близки друг к другу и в 5 раз ниже критической плотности плазмы. Следует отметить, что величины средней плотности полученные нами, близки к результатам, приведённым в работе [62] для давления азота 2 Тора.
Критические (пороговые) поля пробоя определены также в разрядах, возбуждаемых в азоте с добавлением примесной компоненты фреона (СС14 ). Результаты измерений сведены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2.
Р, Тор 3 10 15 30 50
[ссц]/[М7,% 2 4 20 4 20 0.2 4 0.2 4 20 4
Еосг, кВ/см 3.64 3.87 5.34 3.46 5.34 3.0 3.87 3.6 4.96 6.0 6.0 6
ЕфЛМ],Тй 185 197 272 171 263 144 185 155 213 258 188
к(, Ю'"см3/с 5.33 7.03 22.8 3.6 20.5 1.44 5.37 2.18 9.66 19.2 5.74 6
к„ Ю-’см’/с 2.67 1.75 1.14 0.9 1.03 7.2 1.34 10.9 2.4 0.96 1.44 3
[е]с 10исм'3 1.5 2.1 1.6 2.4 2.1 4.0 2.0 4.5 3.5 -
Примесь фреона ведёт к росту критического поля, по-видимому, в связи с вступлением в
Рис. 3.3. Осциллограммы микроволновых сигналов.
1 - огибающие сигналов излучения,
прошедшего через разрядную камеру, 4%-ная смесь фреона в азоте, давление 30 Тор, 10 мкс/дел, длительность микро- волнового импульса ЮОмкс: штриховая кривая — сигнал отсутствие разряда, сплошная — сигнал присутствии разряда; 2 - огибающая сигнала фазового детектора интерферометра, 4%-ная смесь фреона в азоте, давление 30 Тор, 10 мкс/дел, длительность микроволнового импульса 100 мкс; 3 - огибающие сигналов фазового детектора интерферометра, 4%-ная смесь фреона в азоте, давление 15 Тор, 2 мкс/дел, длительность микроволновых импульсов 80 мкс, наложение сигналов тоех одиночных импульсов.
действие процессов диссоциативного прилипания электронов к молекулам фреона. Свечение разряда в смесях азота с