Процессы ионизации при оптическом возбуждении некоторых атомов второй группы и их применение для создания эффективной предыонизации объемного разряда повышенного давления

• Автор: Шеверев, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05, 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 203 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ХЕМОИОНИЗАЦИЯ ОПТИЧЕСКИ ВОЗБУЖДЕННЫХ АТОМОВ

Обзор литературы

1.1. Теоретические модели ассоциативной ионизации возбужденных атомов при тепловых энергиях столкновения . Ю
1.2. Процессы ассоциативной ионизации при парных соударениях резонансновозбужденных атомов щелочных металлов I
1.3. Процессы ассоциативной ионизации возбужденных атомов элементов 2й группы периодической таблицы Д.И.Менделеева

1.4. Бестоковая фотоплазма в парах металлов

Заключение к главе I

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ТИПА АССОЦИАТИВНОЙ ИОНИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ПАРОНАПОЛНЕННОЙ ЯЧЕЙКИ, ОДИНОЧНОГО И ПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ АТОМНЫХ ПУЧКОВ
2.1. Функции распределения атомов по относительным скоростям столкновений в экспериментах с атомными пучками .
2.2. Константа скорости реакции типа ассоциативной ионизации в условиях атомных пучков
2.3. Сопоставление констант скорости процесса АИ, полученных в экспериментах разных типов
Заключение к главе 2
ГЛАВА 3. ПРОЦЕССЫ АССОЦИАТИВНОЙ ИОНИЗАЦИИ ПРИ ОПТИЧЕСКОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ПАРОВ РТУТИ И КАДМИЯ
3.1. Ассоциативная ионизация при облучении паров ртути резонансной линией Л А
3.2. Процессы ионизации при оптическом возбуждении паров кадмия.
Заключение к главе 3
ГЛАВА 4. ПРВДЬЮНИЗАЦИЯ ОБЪЕМНОГО ПОПЕРЕЧНОГО РАЗРЯДА НА ОСНОВЕ МЕХАНИЗМА АССОЦИАТИВНОЙ ИОНИЗАЦИИ ПРИМЕСНЫХ АТОМОВ РТУТИ
4.1. Способы возбуждения газовых сред высокого давления электрическим разрядом литературный обзор.
4.2. Исследование влияния органических легкоионизуемых примесей на параметры объемного самостоятельного разряда.
4.3. Модель фотопредаю низации на основе механизма ассоциативной ионизации атомов примеси
4.4. Экспериментальное исследование объемного самостоятельного разряда в азоте с использованием механизма ассоциативной ионизации возбужденных атомов ртути на стадии предыонизации
Заключение к главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Предположим, что вероятность Р ионизации при каждом столкновении атомов много меньше единицы. Тогда экспоненту в выражении 1. Подставляя эту формулу в 1. Предположение о малости Р , использованное для вывода выражения 1. Пеннинга при столкновении метастабильных атомов, в первую очередь инертных газов, с атомами и молекулами в основном состоянии. В работе было получено выражение для сечения АИ без ограничения на значение вероятности автоионизации Р . К0 Г 44 при этом считается, что
значение автоионизационной ширины сОЯ в этой окрестности постоянно со Я о Я0 . Тогда сечение 1. Здесь а и ЯоУи порог реакции. Рассмотрим несколько предельных случаев. При малых сО 0 или Р0 , ограничиваясь тремя первыми членами разложения экспоненты в выражении I. Это соотношение можно получить также из формулы I. До сих пор мы обсуждали модели реакции АИ, предполагающие, что процесс перехода квазимолекулы Я на терм молекулярного иона осуществляется при движении по отталкивательному терму взаимодействия сплошная кривая Vi к на рис. Это соответствует пороговому характеру реакции. Процесс АИ, конечно, может носить и беспороговый характер. Это соответствует движению атомной системы по притягательному терму пунктирная кривая i К на рис. В этом случае реакция I. I возможна, например, при переходе на более низколежащий отталкивательный терм, пересекающий терм молекулярного иона в точке см. Не 2 Р Не . Терм Не2 2р i при дальнейшем сближении ядер пересекается с термом молекулярного иона гелия в точке 0 рис. В этой точке, лежащей ниже потенциала возбуждения состояния Не Ъ 9 кинетическая энергия ядер существенно превышает их тепловую энергию. При этом сечение процесса АИ близко к сечению захвата. Действительно, в результате захвата атомы сближаются на расстояния порядка атомных размеров. В этой области вероятность автоионизации достаточно велика, чтобы состояние квазимолекулы, составленной из сталкивающихся частиц, претерпело распад с освобождением электрона. Таким образом, процессы ассоциативной ионизации при тепловых энергиях соударения можно разбить на два класса. В первом случае АИ осуществляется в области притяжения между сталкивающимися частицами. Реакция беспороговая и ее сечение близко к сечению захвата 1. Во втором случае процесс происходит на отталкивательной ветви потенциала взаимодействия реакция пороговая. Тогда ионизация осуществляется вблизи точки поворота, и сечение дается формулой 1. В заключении отметим, что теоретические расчеты сечений конкретных реакций требуют подробной информации о реальном поведении термов квазимолекулы в районе К й, . Поэтому трудно на сегодняшний день надеяться на появление в скором времени надежных теоретических расчетов для реакции АИ типа 1. ВЛ. Физически, однако, понятно, что указанная особенность будет приводить к уменьшению сечений АИ по сравнению со значениями, определяемыми из соотношений 1. Последовательное изучение процессов АИ при столкновении резонансных атомов было проведено в Ленинградском государственном университете имени А. А.Жданова в гг. В них разработан и успешно применен экспериментальный метод исследования фотопроцессов ионизации, основанный на прямом измерении ионизационного тока из объема паронаполненной ячейки при облучении среды светом требуемого спектрального состава в режиме диффузии излучения. Применение объемного резонансного оптического возбуждения в режиме переноса излучения позволило реализовать случай равномерного распределения концентрации резонансных атомов по объему ячейки и максвелловского распределения возбужденных атомов по скоростям . При помощи этой методики были исследованы реакции АИ резонансных атомов цезия, рубидия, калия и натрия. Измеренные константы скорости соответствующих реакций приведены в таблице 1. Вместе с данными работ этой группы в таблице приведены значения констант скорости реакции АИ при столкновении резонансных атомов натрия, сообщаемые в работах . К 4 то же И п 0 0 3,2 0. На З V,,, 0 3,8 0. На зр,л одиночный пучок, лазерное возбуждение 0 1. V ячейка, лазерное возбуждение то же 0 5 5. ПТ 2.