О применимости метода актинометрии в неоднородной неравновесной плазме газовых разрядов



Дата25.06.2017
өлшемі21.41 Kb.
#14378

XLII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 9 – 13 февраля 2015 г.

О применимости метода актинометрии в неоднородной неравновесной плазме газовых разрядов


Лебедев Ю.А., Татаринов А.В., Эпштейн И.Л., Титов А. Ю.

ФГБУН ИНХС РАН, Москва, Россия, lebedev@ips.ac.ru

Метод актинометрии (метод относительной интенсивности излучения) является широко используемым методом определения концентраций частиц плазмы [1, 2]. Он реализуется при введении в плазму газовой добавки малой и известной концентрации (газ-актинометр) и регистрации спектров излучения анализируемой частицы и газа-актинометра. Для его применения нужно знать механизмы возбуждения анализируемой частицы и газовой добавки известной концентрации. Кроме того, нужно быть уверенным, что добавка не изменяет свойств плазмы. Обычно в качестве газа-актинометра используются инертные газы.

В последние годы появились работы, где расчетным (2D моделирование) и экспериментальным методами было показано, что в сильно неоднородном СВЧ разряде малая добавка аргона в плазмообразующий газ приводит к изменению параметров плазмы (концентрации электронов, напряженности СВЧ поля и интенсивностей излучения частиц плазмы). Это было показано на примере азота [3] и водорода [4]. Моделирование позволило показать, что эффект наблюдается, если транспортные характеристики иона добавки отличаются от транспортных характеристик основного иона.

Возникает вопрос, наблюдается ли этот эффект в плазме других типов разряда? Эта проблема исследована в настоящей работе при одномерном моделировании разряда постоянного тока в водороде. Добавкой являлся аргон. Пространственная неоднородность в данной работе определяется формой электродов. Сравниваются два типа разрядов: в системе с двумя симметричными плоскими электродами и сферическими электродами шар-сфера.

Для описания разряда используется самосогласованная модель в локальном приближении [3]. Модель включает в себя уравнение Пуассона, уравнение Больцмана для свободных электронов плазмы, и кинетических уравнений для электронов, ионов аргона и водорода и электронных возбужденных состояний атомов аргона и водорода. Моделирование проводится при помощи программы Comsol 3.5a использующий метод конечных элементов [5].

Расчеты показывают сильное влияние малых добавок на свойства разряда постоянного тока в системе с двумя сферическими электродами. Таким образом метод актинометрии неприменим в случае сильной пространственной неоднородности любого типа разряда.

Результаты показывают, что возможности использования газовых добавок для диагностики плазмы должна быть проанализированы в каждом случае. С другой стороны они показывают, что даже малые добавки инертного газа могут использоваться для управления параметрами плазмы.

Литература

Coburn J.W., Chen M. J.Appl.Phys. 1980, V.51 (6). P.3134 –3136.

Chen F F and Chang J P 2002 Lecture Notes on Principles of Plasma Processing. Plenum/Kluwer Publishers, NY 152

Lebedev Yu.A., Mavlyudov T.B., Epstein I.L., Chvyreva A.V. and Tatarinov A.V., Plasma Sources Sci. Technol., 2012, 21, 015015

Lebedev Yu.A., Tatarinov A.V., Titov A.Yu., Epstein I.L., Krashevskaya G.V. and Yusupova E.V., J. Phys. D: Appl. Phys. 2014, 47, 335203



COMSOL 3.5a, http://www.comsol.com



Каталог: Zvenigorod
Zvenigorod -> Инактивация планктонных микроорганизмов и их консорциумов плазменными струями атмосферного давления на постоянном токе
Zvenigorod -> Лабораторная астрофизика на базе исследования релятивистской лазерной плазмы
Zvenigorod -> Асимметрия спектральной линии гелия 667. 8 нм – аномальные электрические поля в плотной плазме токового слоя
Zvenigorod -> Диссипация энергии ударной волны в слабоионизованной плазме
Zvenigorod -> Воздействие высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмы на ванадий
Zvenigorod -> Исследование нестационарных процессов на поверхности катодов в дуговых разрядах атмосферного давления


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет