Динамика индуцированного столкновениями образования ионных пар в скреженных молекулярных пучках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

ака(щ№1я наук ссср институт энергетически проблем хииическся физики

аттй*>а\ индуцированного стожнсс^ниями образования

исняых пар в скребенных молекулярных пучка«

01.04.17 — химичвекап Опмм, а том числе ©мэимв горежмп и »эрыэа.

автореферат дмссвртлции не ссжскскио ученеЯ степени кандидата кииич«:ких наук

№ пргзан рукописи

АК««33 ВЯЧЕСЛАЗ ИИХАЯЛОЁИЧ

УС.К 541.14

Москва - 1990

Работа оыполкоиа ы Институте аисргетичоских проблем химической фиоики АН СССР

Н&учмый руководитель

О^кмтякшо оллгнекти

Еюдущан срг&*»«»цмм

— кандидат киничвскмч мау>с Л.И.Русин

— доктор еизиксг-мвтсыатичоских наук

ЛиОНаС

- кандидат ви:н<ко-МАте«4й-гич«гсккч ИАУ> И.О.

- Институт химической «изикн АН ССС^

Защита состоите»

.ги и^^д 1990г.

«о

часов

о актовом ешле Институте к»в«ич«м;кой виоики АН СССР- на аесчягни сг«муии*о*фн»анмого соао-га & 003.ii3.ol при Ииг.титутв диуретических про&югм химической фиаикм АН СССР по адры;у1 117829, Каска»,0-354.ГСП-1,проспект,Зв.к.Лд.ИХф АН СССР.

С диссертацией мстио ознакомиться В ЬИ—ЛИОЮЬ;« И.Ч0 АН СССР. Автореферат разослан ___1990г.

Ученый секретарь егкщивлиоироааинога

совета, кандидат мимических наук 'А'-'М^ М. И. Николаева

обиля характеристика работы

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕПЫ. Исследован««» каналов перераспределения тшслих частиц при молекулярным стажнопмип, ■ частности, при индуиироааниой сто/кмоаммин яиссациаит ■ удармих трупах показала, что при диссоциации молекул галогенидов «елочных металла» аоэнсхно оёрааованме как ионным и нейтральным, так и смешанных млйооош продуктов. Интерес к таким исследоеаии1в« вызэен, с одной стороны, возможность« получения »уидиппгальной I■ Кор— мацин о динамике проивссое передачи энергии, диссоциации молекул по различным каналам, образовании ионов при взаимодействии нейтральных част*»* и т.п. , а с другой стороны, их практическим эначетем для процессов е атмосввре, е выхлопам ракет, гаоораа— рядной плазме и ммры. Данные, полученные в ударных трубах, из—.»« присущего методу в значительной степени усреднения характеризует главным сбразом, кинетические закономерности и не даит инвормаш** о динамика элементарного процесса.

Для исследования динамических характеристик необходим переход к экспериментам в молекулярным пучках, то есть к условиям однократных столкновений при определенных или заранее заданных начальных условиям, что позволяет получить тает о связи реакционной способности частицы с топологией поверхности потенциальной энергии <ЛПЭ>.

Как правило ППЭ, (■двкватна олисывамаие даже простые процессы диссоциации, яелямтся весьма сложным«, но для группы реакций, протвкаиажх првютучествеимо по ионному механизму, вое-

можно использовать достаточно просты» аиабатктч»1.кив модели ПГ1Э, критерием правильности которых могут служить дайны* д»е«мичее--кого эксперимента. Основные иа них « пороговое пандинм сечений обраэованмя ионсм, влияние внутренней энергии на «»данину сгони* реакции,двойные <по углу и гю скорости) дифференциальные сечения. Последние особенно чувствительны к топологии ПЛ>.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Соодание установки и экспериментальное исследование динамики процессов столкноеительно—индуиирсааьной диссоциации ■ системе СвВг ♦ Хе — Св* * В г" ♦ Хе < 1а >

— ХеСв* ♦ Вг" < »

в скрещенным молекулярных пучках.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Раоработана и создана автонатиаиро*аин»я установка со скрешенмыии молекулярными пучками для исследования дымакики образования ионов,включающая в се£я источники пучков, масс—спектрометрический детектор продуктов, врвмя-пролетну» систему намерения характеристик пучкаг-Сиаряда'. Детально исследован канал диссоциации на атомные ионы- и впервые получены экспериментальные данные о динамике образования молекулярных иомое при столкновительно-индуцироаанмой диссоциации ' (СИД), вклмчая фуи-кцим возбуждения,угловые и энергетические распределения продуктов , а также влияние внутренней энергии молеку/м на сечение процесса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Создана установка для исследования процессов СИД, позволяющая измерять продукты реакции с

•м ,

сечением*<10 см . Полученные экспериментальные данные поаеолянт сделать ааклмчение о динамических особенностях СИД, эффектно-

«ост»« передачи »шргин при столкновениях и яалямтся необходимой tcMoeoA ají» проверки правильности приметой модели ПЛЭ и применимости о» к да пьиойаюму расчету динамики c>£peao««u*ia иона* при

яд.

АЛР05ЛЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные реаультаты работы »омладмеалыги. и» всесо»э>ных и 2 Международных конир«ици->!,иэло*гии ь И статьях и ь т»аис«н докладов,в 4 тематических тчвти/. »То материалам работы получено Я авторских саид»-ельст».

СТРУКТУРА И ОБ'ЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит иа мовдемия, вт^рвх глав, выводов и списка литературы. Объем диссертации трании напинописного текста. Работа содержит рисунков.

I. ЛИТЕРАТУРНЫЕ ССЭОР,

Первая глава посвацана оелору экспериментальных реоуль— атое, полученных различными аеторами при исследовании гроцвс-и СИА > молекулярных пучках при вааимолвйстаии атомов tt«p-4Ых г с зов с молекулами галогемидов оголочнык моталлое| А ♦ rtx—А ♦ М** X* < 2а > —АН* ♦ И* ( 2в ) —АХ* ♦ Н* ( 2а > I* А - Хе, Ki-, Ar-, SFS | Н - Ce, TI, Rb, К I X - Br, С», I, F .

В первом разделе обэора приведены реоультаты экспериментов, ) втором описана техника эксперимента.

Для указанных систем определялись абсо/мтныв значения сече—

ниЯ, засисимост)-. сечь..ия от относительной энергии етолкноее-Ш4Й, внутренней энергии молекулы МХ а также угловые и энергетические распределения продуктов реакции.

Полученные величины абсолютных сечений образования атомных •и а -»т а

ишшв изменялись от 1 10 см до 10 см. Меньшие значения сечений образования ионов, характерные для солей таллия, и их боль-юй ди-лазои 10 1С?бГ553*1С?6т«/сИ!ъясин»тся различной ве-

роятность» перехода между ион* ¡м и нейтральными тернами при диссоциации молекулы. Обнаруженное сильное изменение величины сечений при изменении массы снаряда и мишени, отражает кинематические особенности процесса СИЛ . и качественно правильно объг чяетсв в рамках импульсной модели различной эффективность» передачи э зргии при столкновении.

Экспериментальные функции возбуждения для атомных ионов в пороговой области энергий хорошо аппроксимировались выражением«

С( Е )"А• С Еполн.- Ео >"/ Еоти ( 3 ) полученным иг ст*.. истической теории процессов СИД, где Ео- порог диссоциации, Елолн. - полная энергия воаимодвйствия, Еотн. — относительная энергия взаимодействия, А и п — подгоночные параметры.

Измеренные для систем Т1С1 ♦ Хе, Св1 ♦ Хе(Кг), С&Вг + Хе, СвЯ + Хе аюисимости сечений образования атомных ионов от внутренней энергии молекулы соли, показали увеличение сечений с ростом «утреннего с осуждения молекулы, особенно при энергиях близких к порогу. Испс ъоование функции возбуждения вида < 3 ) для аппроксимации кспериментальмых данных показало, что в

»том с луч*« необходимо уточнение ее представления. ftoTor * пред-лагймт это с лаллтт. аанвной постоянного параметра А *" Ло» коэффи— киаггоч, зависящий от вкутри^нэй энэргин нолеку ям и угочнэм1см гкжаоатвля ститенн п.

Вид функщчй оаабумдения длп молекулярных тлцот реаио гтлу чдотсн от лнллогичных ояяискчястой для атомных ионаэ и имеет два характерная особенности]

1 > сечение реако растит от порога, яостмгвэт максимальной &елмчмны при зноргии н* "v I эВ вкивгэ порога и затзн пядоет с ростом энергии ГХоСя* (Хе * СзВг), КгСа+<Kr * CsF) , ХиСа* <..J * C«F), ArCe* <Лг * CaF> J.

2) с^мснио гасло падътв остается относительно пестокнныя САгСо*<Лг ♦ СаС1>, ХсСв* <*в + СвП, КгСв* (Кг ♦ Сз2г>, Xal"<Хо ■ Се1)1.

° 3 *

Оолмчины сечений иотгнштск от О,ЗА (Х«?С it реакции с •# *

с СвВг ) до О.ООЗЛ (Xr.-Ся из реакции с СеF> , демонстрируя олипниэ динамических <5лктороэ -

Отрицательный молекулярный ион Xot обнаружен тогнко о системе Хе ♦ Cel.

Влигмио внутренней энергии молекулы i(X на со ст* * обраоова— ния молекулярных ионоэ определено только апн ( Хв СоI, Хв

+CsF ) и Хе1~(Хв * Ся1).При o6paoosaH»i ^олэкулприыя .оное из СчI хаоактер зависимости сечения от внутренней энергии он. логичен зависимости полученной для втом-iw) ионоп, о то вромя как при диссоциации CsF, влияние внутренней }к«ргин мог кули на сеч<«ние обраэоаа*«1Я ХеСа+не обнаружено.

Динамические осойонности СИЛ, по каналу <2в> , экспериментально спредялоны для СаБг, Са1, Из! при взаимодействии с *о(Кг) путем намерения угловых и энергетических распределений М+и X . Ёоухмерное траекторноо моделирование процесса, при котором прослеживается траектории движения частиц до и поело столкновения, дало возможность определить наиболее благоприятные конфигурации партнероа при соударении.

В оаключвнии этого раздела отмечается различная трактовка этим конфигураций в ра<кзта): /Ь) с сотр. и Паркса с сотр. , а так-ев недостаточно™ количество работ,связанных с поучением диОза~ ронциальнык сечсниЯ образования атомных ионоа и полноо отсутствие экспоримэнтальшк данных о динамике образования молекулярных ионоа •

Во втором раздало приведен о<;оор экспериментальных методов исследованиа процессов СМД. Даны характеристики, преимущества и недостатки сунествумняего ооорудогакия. Отмэчается наличие соух принципиальных типоа установок: один — для иэморвнип полкак сечений, другой - дифференциальных. ОД«им для них является использование примесного газодинамического пучка атомое—снарядов с анелиоом его характеристик время—пролетным <ВП) методом, вОФу— еионного пучка молекул—мъгаеней с детектированием его при помов»« поверхностной иониоьции молекул МХ на нагретой нити, детектора

4 « •

продуктов с возмояностыа отделить М , X , АМ , АХ е выходном канале.

в ааклпчение на основе анализа установок для исследования процессов СОД, с учетом основных решений, присущих другим пуч-

- о -

коэым установкам сгсрмудираваны тра5с2Ени«, котсрими рукскзол-стоеяагисы при ргзрайоткэ нетей слпаратурн»

11. зксперюсз гглгъмля устлисска

О 1ТсЛ гллво сглтонз устомезиэ , вшкчаа '¿»ему эксперимента, расчэт вакуу№й>Я системы, иснсгруктнеиоз випалнэниэ различны* ©ункииснпльи»« уалоа.

О п^поя реэдяг.в ггзаи гриээденэ схсма экспериментальной устанса1си ( рис.! >.

I» и га

Ряс Л. Схема экспериментальной установки. I-IV -кашта установки. 1-еопло; 2 .екгаялер; З-коллиз/.атоп; 4-флкяок; ¡¿,6,12,13-олемэнти стенок, огранэтнпг.пгцив" кпмерц; 7-диск-прерыватель; 8-дотектоо с поверхностной ионизацией; О-канальшй уиногл-тель ВЭУ-б; Ю- времяпролетный касс-спектромэтр; II- источник эсЬ^уз ионного пучка; 14-иоепшй источник цасо-спектра-Мбтра !1л 7304; 15- азотный экран

Вся аппаратура размещена в дифференциально откачиваемых камерах. Система «армирования газодинамического <ГД> лгучка вклмчала сопло (1) | схиммцр (2) , ксймчоскый коллиматор (3). Намерение х р&^теристт; ГД пучка проводилось ВЛ методом при вращении диска (7) С последующей регистрацией пакетов частиц модифицированным масс—спектрометром ИХ 7304. Источником эффуаионного пучка соли сдушла двухкамернаа печь <11). Пучки пересекались а камере IV под углам ЧОа . Продукты реакции регистрировались СП -спектрометр ом (10), аршишимся либо в плоскости пучков при намерении диф еренциалькых сечений, ли4о установленного стационарно в воне пересечения при измерении полных сечений.

второй раздел главы поевюцем описанию и расчету вмуухной системы установки. Предварительно оценена величии« газовых потоков, вешшшшцик при проведант эксперимента, л также воомож-ностъ регистрации соотоотстиуиивих им ионных продуктов. Скорость сЁрааавенмя мемов и реакции <2а)■

б(Е "Лих 'Иогн-дУ

а I

гдв|)— плотность а пучках реагентах, 6(£)~ полное сечение реакции, ¿V— объем взаимодействия, 4>гп~ относительная скорость сталкаюаания. При оптимальном расстя»*«* от источника ГД пучка до ооны реакции, давлении торможения 5атм и составе смеси ( О,15Х Хе в На)а расчетная интенсивность пучка ксенона в воне реакции сост. мила П^ ■ 1/см® , что при типичным пни "-10*° 1/см5

и 6 (Е) ■ 10 см*, Укм" Зею'см/сек, »V ■ Ь*10*смВдает оиачения 7*1 (И имп./сек.Регистрация сигналов такой величины в режиме

счета не тревует длитальнога накопления и может быть проведена с точности« но куме 0,01". При намерении дифференциальным сечений о случае равномерного распределг шя пропуктоо а перодитк полусферу, детектоо, расположенный на расстоянии 1,3 см от центра рассеяния с входной апертурой 1,3 мы, зарегистрирует ^ 100 ионов/сек. Это верхняя границ« -мгнала, бео учета различных факторов, ослаблякеих пучок. Получани» сигиа. .оо такой величины соответствует поток иа сопла 3 л торр/сек, который вместо с предварительно заданным даалетаюм в рабочих камера» служил исходными данными для расчета вакуумной системы установка Расчет вклмчал выбор принципиальной схемы, типа и производительности еысокозакууыыих насвсоо, подбору к ним насосов предварительного разрешения, опреде мнма пропускной способности соединительных патрубков, аффективной скорости откачки камер, выбор вакуумной арматуры и средстп измерения вакуума.

0 третьем разделе описана система подачи газа в источник ГД пучка, которая обеспечивает приготовление смеси ксенона с водг -родом нужного процентного состава с дао^лниея до 60 атм., и -)Д-деркаииэ давления на входе в источт< в пределах 1г"' атм. с ТОЧНОСТЬ!» IX.

Конструктивное выполнение различных уолоч, помимг- достиж«»-ния необходимых технических характеристик, обеспечивает простоту их замены при сохранении минимально возможных расстояний от источников пучков до ооны реакции и от зоны реакции до дет* тора.

При анализе различных типом масс-спькт; жетроэ для регистрации продуктоа реакции, с учетом невысоких . ребований к раоре—

шатией спс-оЛмости, предпочтение было отдано ияссспекгромят— ру с рцццчиии масс по аренами лрслетл, иа-м небольшим габаритов и веса, относительной простоты схем питание и управление, сохранение постоянства отношения ионные тсжо» С»*/С»Х«» при •луктуацияя сигнала.Для калибровки,расчмтамные времена гфолета ионами С»+ и К* различных областей масс-спектрометр* сраанива-лись с экспериментально напарят мни значениями. Об»4Аруы»4* систематическая оамбка регистрации времени пролета равная 2 мкс. Конструкция детектора вместе с жккниэнои его поворот» обеспечивала ишвфччи как дифференциальных сечений, та»' и полных после небольшой переналадки.

III. ВРЕМЯ-ПРОЛЕТНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ГАЗООИНАПИНКООГО ПУЧСА.

В этой глаае описано определение хараигеристик ГЯ пучка ВП способом, устройство ВЛ спектрометра, приведен анализ времен— ныи аппаратурных аадеряек, которые военикамт при намерениях, сопоставлен* методы их нахождение.

В первом разделе главы обсуждается виды представления бу»е<-ции распределения по скоростям ГД пучков. функция распределения по скоростям, представ летая в виде

* <*>«ли»ехр<-<у-11>а /е<Г > при ВП иомеретях и испольаованим в качестве детектора ионного источтка с электронный ударам, превращается в распределение по времени пролета

л<1:Н*1/1?»ехр{-«/кТ„ < (./Ь-Ч./^! »

.гд« n<t> —сигнал детектора, I -с'л'** пролета, trt —паложвни« м«кси-

Мумд G-П cnwTpa, и- гндрадина|«1Чег.кая скорость потока, d,.»t2i«T(1 /<а> , «1- постоянна* Больомана, X, -параллельная температура. В о&пем виде! Т, и u определяйте« при подгонке экспериментальных ВП спектров к еадлнной функции распределения с учетом Функции ¡затвора ,и аппаратурных временных оадержм<.

При .выборе параметров ВП системы измерения функции распределения по скоростям ГД пучка .стремились не допустить .перекрытия пакетов частиц и получить минимально .возможнум полуширину Функции затвора. При —* <5" характеристики чистых пучков Аг и Хе получали непосредственно из ВП спектров с точностьм ..до 2,ЗХ.

Т$-полуширина Функции затвора, -полуширина ВП спектра.

Детектором ГД пучка являлся мо«*иФициросанный масс-спектрометр НХ7304, датчик которого был аандичш в отдельнуи камеру с дополнительной откачкой. Отношение сигнал/шум было "SO, типичное время накопления 2т IО мм.При давлении торможения S ати. и а интервале температур сопла 300К— 1ДООК, характеристики пучков гелия, Аргон* и ксенона, определенные из ВП спектров имели следующие аначенияз

<1 Ч

Гелий - S„ - 18-4| Т„ - 1,3-100 К| Uaax - 14-10 - 28-10 см/сек

Аргон - Su - 20—14} Т« - 2-11,3 К» Umax - 3-10* - f-io" см/сек

Ц к

Ксенон - Б„ - 16-11| Т, - 4-21 К» Квах - 3,8-Ю - 3,в-10 см/сек

Второй раздел содержит описание анализа и методик определв' ния временных аппаратурных оадаржек, »оомик»юи»их при ВП измере-

миям. Испслыаоеались да« м*та«ики1 калибровка по чистым одно— атомным гааам с опредвле» чин суммарной 2 ¿Л и коррекцией времени пролета ионов мер»а датчик масс-спектрометра и раздельное определение каждой из составлямцих. В первом случаи сравнивались ионвреимв времена пролета с расчетными

4- , -к-сЧтт

где С~2,04 при % »»3/3| К -отношение теплоемкостей С-2,41 при У"7УЗ| Т -температура торможения С—2,74 при ^ "9/7| И -молекуляршй вес.

Время пролета ионов черва датчик монопала определяли путем измерения энергетическим спектров ионов на выходе датчика и при модуляции иониоирумцего напряжения ионного источника масс-спектрометра. Аля ионов Хе эта величина равнялась ЗО икс при анергии ионов—&0В. В результате сопоставление используемых методик получен вывод, что раздельное определение временных задержек является предпочтительным. Время пролета ионов через монополь целесообразнее измерять,используя модуляционный метод , если не стоит задача исследовать режимы работы ионного источника масс-спектрометра. Величина , определенная через сумму составляммих была равна 22мкс или 39икс]в зависимости от направления вращения пре— еателя)и учитывалась при коррекции положения максимума ВП ■ спектров при всех ВП измерениях.

IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СИД.

В главе приведены результаты экспериментов и их обсуждение. В

первом рацдям* агмсан алгоритм намерений полным сечений, угловых и энергетически» распределений ионов Сш+ и ХвСт+, образующихся в процессе СИ А. Блок-си|»ма , преде тае ленная на рис.2, показывает связь между установкой, интерфейсными блоками и модулями КАНАК при проведении эксперимента. Интенсивности сигналов для Сп+ составляли от 300 имп./сек. при пороговой энергии до нескольким тыс.имп./сек. при энергии взаимодействия на ^ 2-3 эВ

выае порога, для Xr»CS+ - на два порядка меньше. Угловые распре-

_о

деления продуктов реакции намерялись черео 3 , a энергетические через 0,2В при многократном повторении циклов намерений. Интенсивности сигналов в этом случае составляли несколько импульсов в сек. Ионы С»+ и Х»С«+ разделяли по времени им пролета трубы дрейфа 8Л масс-спектрометра и регистрировали либо многоканальным анализатором, либо двумя счетчиками, которые управлялись таймерами. На рис.3 представлен ВП масс—спектр ионов С»+ и СвХе+ при регистрации его многоканальным анализатором.

Раздел второй содержит результаты экспериментов, функция возбуждения для Се-*- (рис. 4} в исследованном диапазоне энергий монотонно возрастает, не имеет перегибов и списание ее выраже— нием <3> приводит к значениям п=1,63+0,1 , что близко к величине п-1,73+0,1 , отмеченной Парксом с сотрудниками. Наблмдаемый порог диссоциации близок к термодинамическому (4,6 эВ), что свидетельствует о высокой эффективности передачи поступательной энергии а молекулу СяВг. В импульсном приближении доля энергии, переданной ксеноном в молекулу СзВг равна 95Х при ударе Хе по Зг— и 605С по Са+. С ростом энергии взаимодействия вклад а сече—

Рис.2 Блок-схема проведения измерения. БРУ-блок релейных усилителей, БУД-блок управления детектором, Г5-63-генератор импульсов, ВДЮГ-фотодиод, АЛ106В-светодиод.

tí

V

л н

о

0

1

if. -

4hr

75 аз бз ю » ио ios но ти по и оо га ш

номер канала

Рис.3. ВП масс-спектр ионов Ct и ХеС**.

i I

i

Чтн.' •»

Рис.4. Зависимость сечения образования С/'

от относительной энергии взаимодействия.

i

ниа начинают давать и столкновения X» с С». Сопоставительный аиалиа полученной нами функции возбуждение с данными других лотерее подтверждает сильное слиянии соотношения масс снаряда и tt JC3SHS4 на величину сачениа и наблюдаемый порог диссоциации.

Вид функции воодуждения для KeCc-v <Рис.З> характеризуется хорошо выраженным порогом е области энергий 4,2-4,4 »В, что насколько ниже термодинамического - 4,6 эВ , распада молекулы СвБг на атомные ионы.

Обнаружено С рис.6), что сечение образования ХеС*-» практи-чоски на оависит о внутренней энергии молекулы СвВг, о отличие от сеч«»»«. образования Со*- для которых »та зависимость виражинл отчетливо, особенно при энергиях воаимодейстьия близких к пороговым.

Энергетические распределения продуктов, измеренные в лабораторной системе СЕ, <Р )прообразовывались для каждого угла о распределение РЛ(1$ <E,f) /II, гдв E-энергия оэаимсшействия в лаб. системе, У — угол между.вектором скорости продукта а лаб.системе и векторам скорости атома Хе, U- скорость а лабораторной сис.кме, на основании которых строились контурные карты линий интенсивности рассеян»*» потоков продуктов диссоциации, характер которых для Се+ виден на рис.7. Анализ карт показывает преимущественный еылат Са» назад относительно центра масс и сдвиг максимума распределение в сторону больших углов рассеяния по мере роста э. ргии.Экспериментальные распределения ионов С«+ по углу и энергии не позволяют однозначно определит), конфигурации столкновения приаомяжум к диссоциации. Ответ на >тот вопрос

?

к н

X 9 Н

о

о

X «

н

X

1 Хз + С^Вг — П""..... 1 —

1.0 III 'ч

0.9 I

о.е 0.7 : ' 11

0.6 I

0,5 I

0,4

0.3 I

0.2 . I

.0,1 I

4 5 6 7Вотн.(зЬ)

Рис.5. Зависимость сечения образования'ХгС^

от относительной энергии взаимодействия.

со

I

щ» 2а»

СЛ- Т1Ю

Рис.6.Зависимость сечения образования ионов С<* и ХаСв от температуры выходкой цели источника пучка голекул С^Ег.

с.б-

4.

_ ♦

Рис.7. Карты линий интенсивности рассеянных- ионоб С« при СИД С&В/ с Хе при относительной энергии взаимодействия 4,64 эВ.(а), 6,47 эВ.(б), 7,2" эВ.(

лапт результаты трехмерного траг*сторного моделирования процесса ма оснояе? ППЭ, параметры которой уточнялись из лвхных эксперимента. При »том о^мсружона гтреимуэдесте«э«ная роль столкновений, при которым скорость снаряда п^ргдамдикулярил оси ияявкугы (пгр— гк?мп>лку лйрн«* конфигуреция) . Отмвчеетеа доа типа травктсрк*»«

1) рас ПАЛ "Ол5«ули происходит вез оадор!Гкм Судвр «ТО цсмтру молекул«)?

2) расплд моя«?кули начинаатсп с нскстсрсЛ сеадсркксЯ атГЕЭ— смтил'.ма иг»ийолъга<?го сблииеиип атома ксэисна с мол^*<улсЯ, которая радг «акое-го время ггмэот о ссостооа^и (удар па Эг').

Аналогичны») карты линий уровней длп (Рхс*0) тоиа-

эыевиат <>ал~п уоко* угловоо распродэлянме >!оСа+ по сраокэки«) с С г.-*-, а тлкдв гтромму»э*гстоеимь.-Я пылггг надгл а скстпмо иемт**а масс- Хлрлктер расс«51мип мснор* ХеС»+ оЗъмснгются на оскгязо ханижил, пр!?дускзтр*гзй>*паго удар >(а па 0г— мо/юку/ял Со2г о гтг-з— ггэнг*«кул1»рмой конфигурации. Оозмовкость сйраовзения какомулгр— •«ого иона ХпСо* и еуг^гстваяемио его о ствйильмо!» сестокмии ези-иьет.-.отсп с есатиезетвм-етм энергии связи и энзргии стоя^гкзгггяия, со скорость:» отлзтогязэго поело ударе Зг—, з отмззчекмей иыга конфигурации столкнооетмя. с соотношением масс Хе, Св и Ег. На основании этих Фактсроэ обърснямтсп по срсгггстс-тг? с Сз+

соличима сечения обрааооздия молекулярных иоиоя, ивроктер Фуи-кц»м возбуядонхя1р«сс⹫ю продуктов.

11а Сэр экспериментальных данных, получонньй! на одисЯ установке, а одних и тех яо условиях, состояляэт достаточны полный

В.

Рис.8. Карты линий интенсивности рассеянных ионов ХеСГлри СИ С»В* о Хе при относительной энергии взаимодействия 4,64 эВ (а"., 6,47.эВ (б), 7,22 эВ (в).

баоис для построения траекторией модели реакции, от»-. ыаакдай взаимодействие нейтральных частиц во входном и наряженных частиц в оыходнык каналах поверхности потенциалы-- Д энергии. Q своп очередь правильна выбранная ПП> может бить использована чатем для расчета других характеристик СИЯ, недост^ iHfcix г., ямсы/ экспериментальиому изучении*, таких как, динамическая картина процесса, передача энергии и ее распределение по стелено* свободы, ориемтвииониые эффекты и т.п.

ВЫЗОЙЫ.

1. Разработана и построена еэтоматияирсвамдея устаи «ка дли исследования динамики процессов диссоциативной ионизации солсЙ »елочных металлов, индуцированной столкновениями с атомам* «" диапазоне относительных энергий от пороговой до эВ скреяем— ним молекулярных пучках. Установка позоолявт измерять полмыо и дифференциальные сечения образования продуктоэ при пол <ниьх <Э~«о"<1>см4.

2 Исследоэано влияние систематических погрешностей н. характеристики газодинамических пучков при -ремпприла ш измерениях. Предложена методика их определения.

3. Экспериментально определены функция воабуждон.1Я, зависимости сечений образования Со* от внутренней энерг vi молекулы CsBr, угловые и энергетические распределения ионов Cs+ при раа— личных энергиях столкнов имя.

4. Экспериментально определены для молекулярных ионов X

Функция возбужд« м», ШЯИС1»«ость оичии их образования от внутренней энергии молекулы СвВг, углааыо и энергетические распределения при различных энергиях столкновения.

5. Показано, что пороговое поведение функции возбуждения для Св+ свидетельствует о высокой эффективности передачи поступательной энергии в молекулу СвВг, что связано с соотношением масс Хе, С«+ и Вг- и динамикой столкновения.

6. Характер функции возбуждения для ХеСа+ и ееличин сечений образование молекулярных ионов определяются мало?* величиной свяои в ХеСв>, соотнокениам масс реагируищих партнеров и влиянием кулонов ского взаимодействия между Ст+ и отлетающим Вг-.

7. Обнаружено преимущественное рассеяние как Си», ток и ХеСя-*- назад относительно центра масс, причем распределение молекулярных ионоа более компактно. Такой характер рассеяния может бить объяснен на основе механизма, предусматриваемого удар снаряда по атому брома молекулы в конфигурации столкновений, близкой к перпендикулярной.

в. Получен достаточно полный набор экспериментальных данных, необходимых для проверки адекватности ПП>, описыеатяей процесс СИ Д.

Основное содержание диссертации изложена в следующих работах!

1. Л»омов В.М. , Петухов С.Н. , Русин Я.И. Синхронный модулятор скребенных молекулярных пучков. - ПТЭ, N 5, 1975, с. 166-168.

2. Акимов В.И., Волков Д.И., Русин Л.N. Сорбционный титановый

насос детектор- но ■Пекулярного пучка. - ПТЭ, N 1, 1977, с. 174-4TÍ».

. Акимов D.M., Ьолкьв А.И., Русин Л.И. Генератор молекулярного пучке с >»«*ргией до 10 iO для нсслкдоеания динамики элементарных иииичкьи* процессов. - о ей. "Наравноаесиые процессы в потеждч розр«»в*ого газа" под.ред. Кутателадеч С.С., Реб— pona A.K., Новосибирск, 1977, с.79-66.

. Акимов D.M., Зембгков A.A., Ломакин Л. А, Наергойо А.И.,

Никитин Е.Е., Русин Л.Ч., Стельна-' Л.С. Дис-оциатиеная ионизация -талонул СвВг при столкновении с атомами Х>» я скрвцлн-мых молекулярных пучках. - ftoi.-л. АН СССР, !*?80, т.233, с.633- 636.

Акимсо 0.П., Иаергойэ А.И. , Рус«« Л.И. А»чм<ка элементарного процесса образования ионных пар при столкновении атома с двухатомной молекулой. - Теэ.докл. VIII Всес.конф.по динамике раарея. глиа, Москва. 1923, т.2, с.33.

Акимов В.И, Белая D.H., Русин Л.И. Время-пролетная спектроскопия молекулярного пучка.— Tea.докл. VIII Вск.хон*. по динамике разреж. гаав, Москва, 1985, т.2, с.161. Акктоя В.Н. , Наергойа А.И. , Русин Л.13. Атамика индуцированной столкновениями диссоциации в скрещенных молекулярных пучках. I. С»Вг*Хо. Эксперимент. - Хим. Фиаика, 1986, т.З, N 11, с.1314-1320.

Аэриель В.И., Акимос О.И., Русин Л.И. Намерение Функции распределения по скорости газодинамических молекулярных пучкоэ и обработка времяпролятных спектров. — вел. в ВИНИТИ.

N ¿647-666, с.1-60.

9. Аэрмль В.М. , Акимов В.М. , Русин Л. И. Динамик* образования ионом C«t при столкнсвитальнай диссоциации С»Вг с Хе я с крещенных молекулярных пучках. - Двп. ЕИМТИ N S81S-BS9.

10. Аориель В.П., Akv.mo« В.И. , Грикс Я. , Русин Л.М. Динамика передачи анергии в столкновениях Хе с CsBr с диапазоне энергий от 0.35 »В до 11 >В. - Деп. ВИНИТИ N 65S3-B89.

11. Afcimov V.M., Azriel V.M., Rusin L.Yu. Dyneeicu at the ionic complexes fcreation In colliaional dissociation processes. -XIX Int.Syep. on Molecular Beams , Peruqia, Italy, 1989,p.41.

12. Akimov V.M., Azriel V.M., Rusin L.Yu. Dynamic of C=*r dissociation by the Ionic channel in collision with Xe. Ini 3 International Symposium on elementary process«* and shealeal reactivity., Pragua, 1989, p. 41.

13. Аориель В.М., Акимов В.М., Русин Л.П. Рассеяние ионов CsBr я скрошенных молекулярных пучках. Эксперимент. "Хим.*иа.", 1990, N 9, с. 1224.

14. Азриель В.М., Акимов В.М. , Русин Л.М. Динамика образования комплексных ионов в столкноаительно-мндуиированной диссоциации. Деп.в ВИНИТИ З.ОВ.1990, N 4478-690.

По результатам работы получены следу»«» м» авторские свидетельства!

1. Аючов В.М., Петухов С.М. , Русин Л.М. Механический синхронный модулятор скрещенных пучков частиц. A.c. N 44&909, 1974.

2. Л>аш>ов В. , Русин Л.Н. Анализатор коадрупольного масс-спек-