Физические процессы в плазме в парах йода и в смеси He-J2 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

И) 9$

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРЛЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ й ОРЛЕНА ТРУДОЗОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ш. М. В.ЛОМОНОСОВА

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ТАРАКДНИ МУСТАФА КАМАЛЬ

УЖ 533.9.082

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПЛАЕШ В ПАРАХ ИОДА И В СМЕСИ 2е - Зг

Специальность 01.04.08 - физика и хашы плазмы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-мгтематаческих наук

- ' -Ох 4 -

Москва - 1992

Работа выполнена на кафедре физической электроники физического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова.

Научны£ руководитель - кандидат физико-математических нау

доцент А.М.Девятов

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

В.В.Мшмйлин« - кандидат физико-математических нау Е.А.Нралышна

Ведущая организация - Российский университет Дружбы нарс

*

Защита состоится _"_Ц_1992г. в час

в аудагорш Г - /В на заседании Специализированного совета отделения радиофизики (шифр К 053.05.22) физического факультет МГУ им.М.В.Ломоносова.

Адрес: 119899, ,г.Москва, Ленинские горы, МГУ, фнзичесз факультет.

С диссертацией мокно ознакомиться в научной библиотеке фи ческого факультета МГУ.

Автореферат разослан " ^ " (Р_ 1992г.

Ученый секретарь Специализированного совета К 053.05.22 кандидат физико-математических наук

ГАЛУЗО

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш: В настоящее время разряд з электроотрицательных газах, в том числе в парах галогенов и в их смесях с другими газами;, находит широкое применение в различных областях науки к техники; в плазмохштш, газовых лазерах, источников пучков отрицательных ионов и других газоразрядных приборах, многие из которых все болызе я больше используются в техиике. Большинство характеристик газозого разряда сильно зависит от значения отношений плотности отрицательных ионов к концентрации электронов л._/пе.

Наиболее устойчивые отрицательные ионы образуются в разрядах, содержащих молекулы галогенов, и в них можно получить большие отношения п_/пе.

Плазма в нарах йода образует среду для мощного йодного лазера коротких импульсов. Смесь йода с гелием образует также активную среду для лазерного излучения в видалой и близкой инфракрасной областях спектра из-за переходов между уровнями нейтрального атома йода.

Присутствие отрицательных ионов в ионизованном газе почти всегда приводит к образованию стоячих и бегущих страт. До сих пор Полностью не разработаны физические основы стретированной плазмы, особенно для случаев, когда в объеме разряда имеются отрицательные ионн. В разряде в смесях газов, одним из компонентов которых является электроотрицательный газ, наблюдается резкое отличие перераспределения частиц смеси в радиальном и продольном направлениях з стратах.

Атомы и молекулы йода сильно отличаются от атомов гелия по

- г -

значениям энергий иоиизацш и по их массам, и они шеи? очень большое значение сродства к электрону. Всэ это приводит к более яркому проявления свойств разряда з парах йода и з их смеси с гелием. Поэтому мы выбрали для исследования смесь Не-«72.

Несмотря на широкое практическое применение изучаемых объектов, их физические свойства почти не изучены: имеются буквально единицы работ, посвященных их исследованию [1-4]. Еще много надо сделать для того, чтобы полностью понять, какими элементарными процессами определяются характеристики разряда в парах йода и их смесях с другими газами и парами. Тогда мохно будет конструировать приборы, з которых рабочим телом являются рассматриваемые в зтой диссертации разряда, станет возможным создание приборов с заранее заданными свойства!®.

К настоящему времени неизвестны исследования, в которых было бы изучено пространственное перераспределение атомов и молекул смесей в стратированном разряде, в котором одним из компонентов смеси является тякелый электроотрицательный газ с большим значением' сродства к электрону.

Делью настоящей работы язляется систематическое экспериментальное исследование физических процессов, протекающих в плазме в парах йода и в смеси Ее-Зг и определение ее основных характеристик:

а) Измерение плотностей электронов, положительных и отрицательных ионов, средней энергии к ФРЗЭ электронов в зависимости от значений парциальных давлений йода и гелия и разрядного тока, в разных участках разряда.

0) Особое внимание уделялось изучению степени продольного и радиального перераспределения компонентов смеси з различных участках разряда в условиях наших - экспериментов.

в) Исследование других параметров плазмы в разряде в чистых парах йода и в смеси паров йода с гелием, информация о которых была необходима для более глубокого понимания процессов, протека-етих в изучаемых объектах: потенциал пространства, скорость дрейфа и подвижность электронов, скорость ионизации, напряженность продольного и радиального электрических полей и др.

Основными методами измерений: ' были разные модификации зондового и оптического методов. Использовались цилиндрические п плоские зонды, метод второй производной и снятие ВАХ с последующей обработкой их на ЭВМ. Таким способом бнли определены nö(r,z), п. _(r,z), s.Ar,z) и другие электрокинетические параметры. При этом, в необходимых случаях, применялся метод регуляризации для обработки результатов измерений.

Для определения степени перераспределения компонентов смеси применялся метод измерения интенснвностей спектральных линий Sei и Л в разных сечениях трубки перпендикулярно осн разряда £5]. При обработке результатов таких измерений использовали преобразования Абеля. Эта задача была решена, используя метод регуляризации на ЭВМ. Снимались также зависимости интенсивностей спектральных линий Hei и JI от расстояния от катода.

Научная новизна работы заключается, в следующем:

- Впервые проведено систематическое исследование параметров плазмы в чистых парах "йода и в смеси с гелием зоздовым и оптическим методами.

- Впервые изученено явление продольного и радиального пространственного перераспределения компонентов плазмы в смеси, одним из компонентов которой язляется тявелый электроотрицательных газ с большим значением сродства к электрону, а другим - инертный газ, в стратировавном столбе разряда постоянного тока.

- Установлено, что в хвостах страт и в той части положительного столба, где нет страт, поперечное перераспределение компонентов смеси происходит за счет механизма катафореза. Плотность атомов J и молекул <Тг у стенок трубки больше, чем в приосзвыз. областях.

- В головках страт перераспределение компонентов смеси происходит под действием разницы в передаче импульса электронами в радиальном направлении атомам гелия и частицам йода. Плотность атомов Л и молекул Зг почти не меняется при удалении от оси к стенкам, плотность атомов гелия больше у стенок, чем в приосегых областях разряда. В диссертации дается объяснение такому необычному, на первых взгляд непонятному, явлению, которое до сих пор никем не наблюдалось.

- Обнаружено новое явление направленного движения частиц -компонентов смеси вдоль страт.

- Экспериментально определена и оценена плотность ограда тельных ионов ¡Г.

- Оценены скорость дрейфа и подвижность электронов в чистых парах йода.

- Оценена скорость ионизации

Практическая ценность. Полученные экспериментальные результаты будут полезны для более глубокого понимания физики плазмы, особенно при наличии страт, в присутствии электроотрицательных газов. Кроме того, они помогут целенаправлен) конструировать газоразрядные приборы, в которых рабочим телом являются пары галогенов и их смесей с инертными газами.

Апробация работы: результаты работы неоднократно докладывались на семинарах лаборатории физики плазмы кафедры физической электроники физического факультета МГУ, на международных и всесо-

юзных конференциях.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ: одна - в журнале и четыре - в трудах международных и всесоюзных конференций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, шести иршгахений, ссновеых выводов и списка литературы (79 названий).

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации приведен обзор литературы, в котором изложены известные к настоящему времени свойства разряда в электроотрицательных газах и их основные отличия от свойств ионизованного газа в электроположительных газах. Также указаны условия появления страт при наличии отрицательных ионов в объеме газа и их основные параметры. В этой не главе обращается внимание на практическую вакностъ исследований разрядов, содержащих отрицательные ионы. Описываются основные причины, приводящие к пространственному перераспределению компонентов в смеси в газовом разряде при прохождении электрического тока через газ: катафорез, ионный ветер, термодиффузия, разница в массах частиц компонентов смеси, разница значений эффективных сечений передачи импульса электронами атомам и молекулам.

Во второй главе диссертации изложено описание экспериментальной установки и методик измерений внешних параметров изучаемых объектов. Длина разрядной трубки равнялась 30 см, внутренний диаметр - 3,8 см, электрода были изготовлены из неркавеющей стали. Зажигался тлекщкй разряд. В разряде давление гелия было в диапазоне - р(Не) = 0,3 4- 0,5 Тор, парциальное давление йода р(<12) = 10~3 + Ю-4 Тор в смеси, а в чистых парах йода

p(J2) = (5 + 7,5)-10"2 Top.

Для определения ФРЭЭ применяли измерения зондовых ВАХ и метод второй производной электронного тока по потенциалу на плоский и цилиндрический зовдн. Несущая частота генератора равнялась 80 кГц, модуларувдая - 400 Гц. Амплитуда несущей частоты была не больше 0,5 В, что составляло менее 0,1 части электронной температуры (для определения ФРЭЭ из ВАХ зондов применялся метод регуляризации, а решение проводилось, используя персональный компьютер). Потенциал пространства, значения радиального и продольного электрически! полей к т.д определялись в разных областях тлеющего разряда и в разных фазах стоячих страт. Использовались цилиндрические и плоские зонды е плоский пристеночный зонд с охранным кольцом.

Для получения информации о распределении плотностей атомов гели* и атомов и молекул йода по радиусу трубки записывались контура распределения интенсивностей спектральных линий Ли Hei в плоскости, перпендикулярной оси трубки. Для этого изобракеЕие области наблюдения разрядной трубки сканировалось относительно входной щели (ширина 0,02 мм, высота 0,2 мм) монохроматора МДР-2 при помощи вращения плоскопараллельной стеклянной пластинки (диаметр и толнщнэ 70 мм), расположенной перед щелью, вокруг ее вертикальной оси. Запись контуров распределения интенсивностей производилась на ленте потенциометра-самописца ЭПП-ОЭ МЗ. Скорости вращения плоскопараллельной пластины и дзинение ленты самописца были синхронизованы. Для записи выбирались спектральные линии Не

и J, интенсивности которых можно описать формулами СБ 2.

Не

1Не(г) = hvZe ' • Пе(г> • Ек} , (1)

Ij (г) = toj • n.j • ne(r) ' 4j • (2)

Огсэда видно, что распределение атомов йода J равняется:

rij(r) = С ' Ij(r)/lEe(r) , (3)

Jie

v3e hj

где С = nHe • — • -р . (4)

v т г

hj

Здесь па, n^g, rij - концентрация электронов, атомов гелия, атомов

йода з основных состояния; Не J

K^j, K-jj - константы скоростей возбуждения соответствующих ато-моз в оснозном состоянии электронным ударом. Измеряя отношения интенсивностей спектральных линий гелия и йода на разных расстояниях от оси разрядной трубки, мовно с точностью до постоянной С определить радиальный ход интенсивности атомов примеси. Формулы (3) и (4) записаны для определения rij(r) в предположении, что = const. Это справедливо тогда, когда перераспределение компонентов смеси происходит по причине катафореза.'В наши условиях опытов в головке страт не действуют механизмы катафореза и термо-даффузка и будет nge(R) > Tige(0), поэтому соответствущие формулы определения nge(r) были записаны с учетом, что nj(r) = const. Были использоЕаны спектральные линии:

° Г 3 ' 1 ч ЯНе = 7065 А | 2 Р - 3 S, I ,

° Г • -5 0 A ' ? с "t

xj = 6024 а | 63 "dgi - np 7^1, 6s - 6p i

Измерения радиального распределения интенсивности излучения велись перпендикулярно оси разрядной трубки. 3 результате получаются усредненные по лучу зрения значения интенсивностей, связанные с локальными значениями интенсивностей уравнениями Абеля, поскольку исследуемая плазма цилиндрически симметрична. Преобра-

зования Абеля решалось численно на ЭВМ с применением метода регуляризации А.Н.Тихонова.

Далее излагаются зондовые методы определения электрокинетических характеристик плазмы в электроотрицательных газах в условиях: 1) малой концентрации отрицательных ионов (п_/пе $25), значения я& - определялись, измеряя электронный и ионный токи насыщения на зонд, калибруя это отношение на-его значение в отсутствии отрицательных ионов; 2) когда п_ - намного больше пе (п_/пе >100), п_ - определялись, используя условие квазинейг-ральности (п+ * п_ » пе), а п+ - с помощью формулы Бома по измеренному току ионов на зонд-.

Кроме того, п_ была оценена, решая уравнение баланса, учитывающее основные процессы образования и гибели отрицательных ионов атома йода.

В третьей главе представлены экспериментальные результаты и их.обсувдение. Специальными экспериментами были, найдены условия опытов, когда пологжтельный столб в чистых парах йода был диффузным и не содержал страт и шумы в разряде были относительно слабые. В разряде в чистых парах йода была измерена ФРЭЭ методом обработки зондовой ВАХ, применяя метод регуляризации.

Измерялось радиальное распределение концентрации заряженных частиц пе(г), п+(г), л_(г). Оказалось, что плотность электронов в разряде в чистых парах йода практически не зависит от расстояния от оси. до значении г/В. $0,65, а плотности положительных и отрицательных ионов уменьшаются с увеличением расстояния от оси '(рис.1). В наших условиях п+ « п_ » пе, т.е. наблюдали ион-ионную плазму.

Так как значения подвижности положительных и отрицательных ионов близки друг к другу, их потоки к стенкам также приблизи-

те льне равны, а пе « п+ « п_, это приводит к тому, что не возникает достаточно большого отрицательного электрического поля между стенками и ось» разряда, которое бы задергивало движение электронов к стенкам. Можно предположить, что в плазме это является причиной того, что радиальное распределение потенциала плазмы имеет столообразный вид jVQ(r) = const]. ФРЭЭ имела вид, близкий к максвелловскому и не зависела от радиальных координат. Основные параметры такой плазш мели следующие значения: Гр 30 эВ, пе = (4 и 7)• 107 см"3, п_ « п.+ » (3 и 9)" 109 см~3, п_упе = 75 и 130, значение продольного электрического поля Ez » 17 В/см, а радиальное поле отсутствует: Ег = 0 до r/fl ^ 0,65 при р(J£) = (5 И 7)-10"2 Тор, £р = 2 МА.

По измерениям электронного потока на односторонний плоский зонд определялись значения скоростей дрейфа и подвижности электронов в разряде в чистых парах йода. Измеренное значение скорости дрейфа электронов в исследованных условиях оказалось равным vgz = 3,5*107 см'с-1. Кроме того, скорость дрейфа электронов оценивалась, используя известную формулу для больших полей Е2

{vez"rz/2)'

Вычисленное значение подвижности электронов в наших условиях получилось выше расчитавого значения в 30 раз. Причина этого отличия, по нашему мнению, заключается в том, что мы пользовались при расчетах моделью упругих шаров, так как не имели информации об эффективных сечениях возбуждения электрических уровней J и J2 электронным ударом.

В разряда смеси He-J2 положительный столб содержал несколько страт, имеющих выпуклости в сторону катода. Вблизи анода страты не образовывались.

Измерения показали характерные скачки ( =* 10-15 В) потен-

вдаяа шгазмы в головах страт. Значения. потенциала плазмы вдоль одной страты за ее головкой до хвоста почти не менялись. Концентрация электронов имеет максимальное значение сразу за головкой страты, затем медленно убывает. Средняя энергия электронов за головкой стратк почти постоянна (рис.2).

Вид ФРЭЭ зависел от пологения места наблюдения относительно периода страты: в хвостах страт вид ФРЗЗ был близок к мансвеллов-скоку, в середине - заметно отличался от мэксевллозского, а в головке страт отличие было очень сильным; наблюдался избыток быстрых электронов в области энергий 10 + 20 эВ в виде второго максимума. Причину появления последнего мокко объяснить наличием скачков потенциала примерно такого же порядка у головок страт..

Радиальный ход потенциала пространства также сильно отличался в зависимости от положения области наблюдения: в головке страт 70(г) = сопя!;, т.к. головки страт совпадают с эквипотенциальными поверхностями з плазме, в середине - заметно слабое увеличение отрицательного потенциала относительно оси разряда, а в хвосте - У0(г) растет еще круче.

3 положительном столбе разряда в смеси Ке-<12 также наблюдали ион-ионнув плазму, но с гораздо меньшими значения!.® л_/па 4 25. Радиальные зависимости п(2(г), п+(г) и п_(г) шелк приблизительно одинаковые ходы в хвостах, в середине и в головке страты,

Б условиях смеси Не-^, наблюдалось уменьшение значений средней энергии электронов с повышением парциального ■ давления паров йода, тогда как в разряде в чистых парах йода без гелия эта зависимость обратная: средняя энергия электронов ёа растет с ростом р(«Т_). Это легко объясняется: с ростом плотности электроотрицательных частиц (атомов и молекул йода) увеличивается скорость образования отрицательных ионов, что призодит к убыванию

концентрации электронов при постоянном значении разрядного тока. В разряде в. смеси Не-^, где ёе - 4 - 5 эВ, повышение р(^) приводит к заметному увеличен™ скорости неупругих процессов при соударениях электронов с молекулами йода. Это - причина понижения ёе при росте р(^).

Как можно было ожидать, плотность положительных конов гелия по нашим оценкам, примерно на 5 порядков величины меньше, чем концентрация положительных ионов молекул йода: ~10э и Ю10 см-3, соответственно. Концентрация молекул йода в основном состоянии при этом была п0(<Г2) * 2'1013 см-3, а гелия - г.0(Не) =» 10'5 см-3.

Отсюда следует, что степень ионизации атомов гелия

+

г ?г(Ке"г) _1П г

- ы 4,4-ю и молекул йода -=— « 2,1 "10 - ,

1 п0(Не) > 1 п0(^) ->

отличаются на целых 8 порядков зелгшны. Разница в степенях ионизации атомов Не и молекул йода является причиной того, что в тех областях разряда, где имеется радиальное электрическое поле (там, где нет страт, и в хвостах страт), плотность атомов и молекул йода у стенок больше, чем у оси, а концентрация атомов Не почти не зазисит от расстояния от оси (рис.3, а).

Скорость ионизации молекул йода (1,4'1013 см~3с~1) более чем на 3 порядка величины больше, чем скорость ионизации атомов гелия (5'1010 см-3с-1) в условиях разряда в смеси Не-<Т2. Это происходит из-за того, что-потенциал ионизации гелия (24,59 В) выше потенциала ионизации молекул йода (9,4 В) более, чем з 2 раза.

Прежде зсего исследовалось радиальное перераспределение компонентов смеси в области разряда без страт. Результаты показывают, что там концентрации йода у стенки больше, чем на осп трубки. С увеличением парциального дазления паров йода, при постоянных

значениях давления гелия и разрядного гока, степень перераспределения атомов и молекул йода уменьшается. Это объясняется тем, что рост давления йода приводит к уменьшению энергии электронов, что снияает скорость ионизации атомов и молекул йода.

С ростом, разрядного тока степень радиального перераспределения увеличивается. Это шзвано тем, что с ростом разрядного тока возрастает концентрация электронов и скорость ионизации атомов примзсн, это приводит к увеличению потока ионов примеси, на стенки трубки, а значит, и к увеличению степени поперечного перераспределения атомов примеси в тех областях разряда, где действует механизм катафореза.

Распределение атомов гелия по радиусу так« сильно зависит от положения области наблюдения вдоль страт: у головки -

л^й) > Лде(0) (рис.3, в) в середине и в хвосте: ^(й). « 1^(0) (рис.3, а и б).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведено систематическое изучение электрокинетических параметров в положительном столбе тлеющего разряда в гелии, в чистых парах йода, в смеси гелия с йодом в однородном диффузном разряде (в гелии и в парах йода) и в стратированном (в смеси Не-J2).

а) Во всех случаях, кроме разряда в чистом гелии, наблюдалась ион-ионная плазма. В разряде в чистых парах йода значение пJne 100, п с 107 см-3, в смеси He-J2 п_/пе » 5 * 25, пе =* 109 см-3. Плотность положительных и отрицательных ионов были примерно одинаковы при всех значениях г/Я.

б) В разряде в чистых парах йода и в разряде в смеси He-J2 в хвостах страт ФРЭЭ была близка к максвелловской, в серединах страт заметно отличалась от равновесной, а в головах ФРЭЭ имела явно неравновесный характер с двумя максимумами. Во всех случаях вид ФРЗЭ оставался постоянным при удалении точек наблюдения от оси к стенкам трубки.

в) Значения концентрации электронов пе(г) в разряде в чистых парах йода не зависели от расстояния от оси разряда до г/Я и 0,65. Зависимости n+(r/R) и п_(г/Я) имели падающий характер при росте г/Я. В разряде в смеси He-J£ зависимости п+>_{г) имели примерно одинаково падающий характер при росте r/R, приблизительно как функция Бесселя первого рода в головах, в серединах-и в хвостах страт.

г) Распределение потенциала пространства VQ(r) по радиусу трубки в разряде в чистых парах йода оставалось постоянным до значения г/Я * 0,65, затем, с ростом г/Я, наблюдался медленный рост отрицательного значения VQ(г). Такая же зависимость наблю-

далась з головках страт в разряде в смеси He-J2. В хвостах страт, как и в областях разряда, где нет страт, отрицательные значения VQ(r) имели явно растущий характер с ростом r/R, как и в разряде б электроположительных газах.

2.- Изучалось радиальное перераспределение атомов и молекул йода в разряде в смеси гелия с йодом. Обнаружены следующие закономерности:

а) Во всех сэчениях разряда, кроме середиш страт, радиальное распределение атомов и молекул неравномерно. С ростом разрядного тока степень перераспределения компонентов увеличивалась, и уменьшалась' при увеличении парциального давления йода.

б) В хвостах страт и в- тех частях разряда, где нет страт, плотность атомов йода была больше в пристеночных областях, чем вблизи оси. В этих областях в основном действует катафорезный механизм перераспределения компонентов смеси.

в) В головках страт устанавливалось противоположное радиальное распределение компонентов смеси: отношение концентрации легкоиошзуемых частиц йода к плотности атомов гелия, имеющих больший потенциал ионизации и меньшую массу, чем атомы и молекулы йода, было больше в приосевых областях, чем в пристеночных. Наш предложена гипотеза для объяснения такого необычного, и, на первый взгляд, непонятного, распределения атомов йода и гелия. Причину мы видим в том, что электроны и ионы при своем дзикешш из-за градиента их концентрации в направлении от оси к стенкам передают больший импульс в том ке направлении более легким частицам (Не), чем более тяаелым (J, J£). Впервые такое явление наблюдалось нами и предложена гипотеза, качественно объясняющая этот эффект.

г) В серединах страт мезду их головками и хвостами имеется

такое сечение трубки, где наблюдалось равномерное распределение частиц йода и гелия по радиусу трубки.

3. Результаты наших измерений и оценс-гяые расчеты позволяют сделать вывод, что вдоль страт должно существовать направленное движение частиц - компонентов смеси, направления и значения скоростей которых зависят от рода частиц и от расстояния до оси разряда. Такое явление впервые обнаружено наш.

4. Несколькими способами определены значения скорости ионк-заций молекул йода в разряде в чистых парах йода. Результаты измерений и вычислений близки друг к - яругу и равны порядка ПО16 см"3-с-1.

П(П/П(0)

И78 г/Р

Рис.1. Измеренные радиальные распределения концентраций заряженных частиц в положительном столбе разряда в чистом йоде.

ле(0) * 4'107 см"3; п_(0) * п+(0) * 3-10у.см-,:>;

Я = 1,9 см, р(^) = 5-Ю-2 Тор, { = 2 мА. Штриховая линия - функция Бесселя первого-рода кулевого порядка.

з.

со >*

ЬО .Л) 30 20 10

Г-

г

-\Ч> 1

4Ы

и ^о9!

О) с: г-«)81

«*> но10

2

о 6-Й5

+•

С

но10

м

2 и И9

С 2-Ш9

/>' /ь

г С"> / •

4

Г\

\ / XI

\ 7

А I

V

_3_i-

0 0.5 15 3.5 5.5 7.5 г,см

Рис.2. Параметры плазмы вдоль оси разрядной трубки в стратах положительного столба разряда в смеси Не-«Т2.

1 - потенциал пространства (В);

2 - плавающий потенциал 7^ (В);

3 - средняя энергия электронов ге (эВ); 4- - концентрация электронов пе (см-3);

5 - концентрация положительных ионов тг+ (см-3);

6 - концентрация отрицательных ионов п_ (см-3). р(Не) = 0,5 Тор, р[3 ) = 5'10-4 Тор, = 10 мА.

П0(П

10

0

П 0 (ГЗ 3

«г

0.25

0.73 г/К

0.52

0.76 г/К

,оНВ

3

О 0.2В 0.52 0.78 г/Р!

Рис:3. Радиальное перераспределение атомов Не и J Б разных областях страт: а - в хвосте, б - в середине, в - в голове страты. р(Не) = 0,5 Гор, p(J ) = 4,4-'10~<1 Гор, I = 10 мА.

2

- 19 -ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Spencer-Smith John.I. Negative Ions oí Iodine.- Philosophical Magazine, V.19 (1935), p.806-823, 1017-1027.

2. H.Amemiya. ïrobe diagnostics in negative ion containing plasma. - J. Phys. Soa. of Japan, 1S88, 7. 57, JsS,

p.887-902.

3. c.C.Eavis. Processes in electronegative iodine-helium gas laser discharges. - 2nd Intern. Coni gas. disch., London, 1972, p.127-129.

4. И.А.Березин. Об аномальном усилении спектральных линий йода в разряде с полым катодом. - Оптика и спектроскопия. Т.26, 1969, с. 195-197.

5. Л.М.Волкова, А.М.Девятов, Е.А.Хралькина, Н.Н.Седов. Применение регуляризующих алгоритмов для расчета ФРЭЭ

в плазме газогого разряда. - Вестник Моск. ун-та, сер.З, Физика. Астрономия, Ж, 1975, с.562- 564.

nyEMKAUMM no TEME jEBiCCEPTAHKH

1. A.M.DeTyatoT, S.R.Mlyovich, H.K.Tarakdjy, I.M.Volkova, Probe diagnostics in electro-negative iodine-helium gas discharges. - ZY summer school and international symposium on the physics or Ionized gases, 1990, Bubrovtiili, TugoslaYia, p.221-222.

2. A.M.Devyatov, S.ILMlyovich, iLK.TaraMJy, L.M.Yolltoya, Probe measurements In the He-J2 mixture plasma.- - 8-th symposium on elementary process and chemical reactions

In low temperature plasma, Stara lesna, High Tatras, Czechoslovakia, 1990.

3. Л.М.Волкова, A.M.Дввятов, С.Р.Мийович, М.К.Таракдаи. Зондовая диагностика плазмы, содержащей отрицательные ионы йода. - Вестник Моск. ун-та, сер.З, Физика. Астрономия, 1991, Т.32, J63, с.37-42.

4. Л.М.Волкова, А.М.Девятов, ¡А.К.Таракдаи. Определение скорости ионизации, образования и табели ионов йода в положительном столбе разряда низкого давления. - Тезисы докладов 23 Всесоюзной конференции по физике электронных и атомных столкновений, Чебоксары, 1991, с.137.

5. Л.М.Волкова, A.M.Девятое, М.К.Таракдаи. Исследование характеристик вдоль оси разряда положительного столба в смеси. - Тезисы докладов на 70 Всесоюзной конфернщш

по физике низкотемпературной плазмы, Минск, 19Э1, с..53-154,

ООП Физ.ф-та МГУ Зак.71-100-92г.