Неравновесное излучение и ионизация в газо-кластерных средах за ударными волнами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

На правах рукописи

2 7 АЫ 2009

ДРАКОН Александр Всеславовнч

НЕРАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ИОНИЗАЦИЯ В ГАЗО-КЛАСТЕРНЫХ СРЕДАХ ЗА УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ

01.04.08 - Физика плазмы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-2009

003475812

003475812

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Ерёмин А.В.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Смирнов В.Н.,

доктор физико-математических наук,

профессор

Храпак А.Г.

Ведущая организация:

Институт механики МГУ.

Защита состоится « "I1? » - 2009 г. в ч. О О мин, на заседании

диссертационного совета Д 002.110.02 Объединенного института высоких температур РАН по адресу: 125412, г. Москва, Ижорская ул., д. 13, стр. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИВТ РАН.

Автореферат разослан « 79 » 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук

.Л. Хомкин

© Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН, 2009

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Распространение ударной волны сопровождается большим количеством неравновесных процессов, начиная с релаксации поступательных степеней свободы и заканчивая установлением химического и ионизационного равновесия. Взаимодействие различных степеней свободы между собой при этом может приводить к существенным отличиям их распределений по энергиям от равновесных, что ведет к возникновению различных неравновесных эффектов. Известным примером является взаимодействие между колебательными степенями свободы и диссоциацией молекул за сильными ударными волнами, порождающее существенные отклонения от аррениусовской кинетики. Могут также наблюдаться возбуждение излучающих состояний и ионизация в относительно слабых ударных волнах. К примерам такого рода можно отнести наблюдения пиков неравновесного излучения в области фронта ударных волн, распространяющихся в газовых смесях, содержащих малую примесь тяжелых реагирующих молекул. Наиболее ярко такие эффекты наблюдались в смесях, содержащих малые добавки пентакарбонила железа Ре(СО)5 [1]. В этой работе обсуждались два возможных механизма данного явления. Первый связывает наблюдаемое излучение с высокоэнергетическими столкновениями в зоне поступательной релаксации во фронте УВ. Второй же предполагает, что излучение возникает в релаксационной зоне ударной волны при быстрой рекомбинации образующихся при распаде карбонилов атомов металла.

Прояснение природы наблюдаемых пиков является актуальной научной задачей, так как регистрируемое излучение в зависимости от реализующегося механизма несёт информацию о вероятностях неадиабатических переходов при высокоэнергетичных столкновениях молекул либо о кинетике экзотермических реакций продуктов распада исходных молекул (в частности, в смесях содержащих Ре(СО)5, это реакции роста малых кластеров при конденсации сильно пересыщенного железного пара). Оба процесса к настоящему времени недостаточно изучены экспериментально и их исследование имеет большое практическое значение - в частности, для решения задач управления воспламенением и детонацией, а также синтеза наноматериалов из газовой фазы.

Следует подчеркнуть, что характерные времена и длины свободного пробега в условиях ударно-трубного эксперимента не позволяют разрешить зону поступательной релаксации ударной волны какой-либо диагностикой и в явном виде разделить явления, обусловленные двумя указанными механизмами. Поэтому окончательное выяснение природы излучения и определение механизмов не-

равновесной >нер| онередачи требует комплексною моделирования возможных неравновесных процессов в релаксационной зоне ударной волны и проведения дополнительных экспериментов, в ходе которых были бы измерены зависимости интенсивности и спектрального распределения возникающего излучения от концентрации реагирующих молекул, общего давления смеси и интенсивности ударной волны.

В ряду летучих металлсодержащих соединений, применяемых в качестве источника парообразного металла, пентакарбонил железа имеет наилучшие характеристики в качестве модельной системы для изучения кинетики конденсации. Ре(СО)5 обладает оптимальным давлением насыщенных паров, достаточно стабилен и в то же время легко распадается как при повышении температуры, так и под действием излучения. Отрываемые лиганды - молекулы СО - весьма химически инертны и, как можно ожидать, не влияют после отрыва на процесс конденсации паров железа.

Цель работы

Целью настоящей работы являлось описание механизмов неравновесного излучения и ионизации при распространении ударной волны в инертном газе, содержащем примесь Ре(СО)з. Для этого были решены следующие задачи:

• экспериментальное исследование неравновесных эффектов в области фронта ударной волны;

• прямое статистическое Монте-Карло моделирование распространения ударной волны в инертном газе, содержащем примесь Ре(СО)5;

• кинетическое моделирование процессов распада Ре(СО).5 и формирования железных кластеров в процессе конденсации пересыщенного пара железа за фронтом ударной волны.

Научная новизна работы

В работе впервые:

1. Получены времяразрешенные спектры неравновесного излучения в области фронта ударной волны, распространяющейся в инертном газе (гелий, аргон), содержащем примесь пентакарбонила железа.

2. Зарегистрирована ионизация при распространении слабых ударных волн в гелии, содержащем примесь пентакарбонила железа. Получены зависимости концентрации свободных электронов от параметров ударной волны и концентрации Ре(СО)5.

3. Методом прямого статистического Монте-Карло моделирования распространения ударной волны в гелии, содержащем примесь Ре(СО)5,

получены функции распределения парных столкновений до энергий 3,5-5,5 эВ в области фронта ударной волны.

4. Предложена кинетическая схема и осуществлено численное моделирование процессов образования возбужденных железных кластеров при конденсации пересыщенного железного пара, их ионизации и тушения в соударениях с атомами несущего газа.

Научная и практическая ценность

Описаны механизмы возникновения пиков неравновесного излучения широкого спектра и концентрации свободных электронов при конденсации пересыщенных паров за ударными волнами. Результаты работы могут быть использованы при развитии методов синтеза как собственно железных' наночастиц, так и сложных наноструктур, при формировании которых железные наночастицы выступают в качестве катализатора.

Защищаемые положения

1. Времяразрешенная спектральная диагностика неравновесного излучения области фронта ударной волны.

2. Методика измерений концентрации заряженных частиц в ударно-нагретых потоках с помощью калиброванных пристеночных зондов.

3. Экспериментальные зависимости пиковой интенсивности излучения и концентрации свободных электронов при распространении ударной волны в смесях, содержащих 0,05-2,0% Ге(СО)5 в гелии или аргоне, от параметров ударной волны и ударно-нагретого потока.

4. Функции неравновесного распределения парных соударений по энергиям во фронте ударной волны в гелии, содержащем примесь Ре(СО)5, полученные путем прямого статистического Монте-Карло моделирования.

5. Кинетические механизмы образования возбужденных и ионизованных кластеров в процессе конденсации пересыщенного железного пара, образующегося за фронтом ударных волн в инертном газе, содержащем примесь Ре(СО)5.

6. Заключение о невозможности описания экспериментально наблюдавшихся пиков неравновесного излучения и концентрации свободных электронов при распространении ударной волны в инертном газе, содержащем примесь Ре(СО)5, в рамках модели высокоэнергетичных столкновений во фронте ударной волны и их обусловленности экзотермическими реакциями роста железных кластеров.

Апробация работы и публикации

Основные результаты работы докладывались на следующих общероссийских и международных конференциях:

1. XXII Международная конференция «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество», Эльбрус, 1-6 марта 2007.

2. 3rd International Symposium on Non-equilibrium processes, Plasma, Combustion and Atmospheric Phenomena, Russia, Sochi, 25-29 June 2007.

3. Всероссийская школа-семинар «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем», Москва, 3-4 декабря 2007.

4. XXIII Международная конференция «Уравнения состояния вещества», Эльбрус, 1-6 марта 2008.

5. XIV Симпозиум по горению и взрыву, Черноголовка, 13-17 октября 2008.

6. Всероссийская школа-семинар «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем», Москва, 2-3 декабря 2008.

7. XXIV International Conference on Interaction of intense energy fluxes With matter, March 1-6 2009, Elbrus, Kabardino-Balkaria, Russia.

По результатам работы опубликовано 4 статьи в реферируемых научных изданиях и 9 тезисов докладов на российских и международных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из четырех глав (в том числе введения), заключения, списка литературы и приложения. Общий объем - ~tùC страниц, в том числе

'32 рисунков и 1 таблица. Список литературы содержит £ О наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Введение

В разделе 1.1 обосновывается актуальность темы, формулируются цели и сдачи диссертационной работы.

В разделе 1.2 содержится обзор и критический анализ работ, связанных с аналитическим, расчетным и экспериментальным исследованием неравновесных эффектов, обусловленных высокоэнергетичными столкновениями в области фронта ударной волны.

В разделе 1.3 содержится обзор и анализ работ, посвященных теоретическому и экспериментальному изучению процессов конденсации сильно пересыщенных паров различных веществ и возникающих при этом неравновесных эффектов. Особое внимание уделено рассмотрению развитых к настоящему времени кинетических схем распада Ре(СО)5 и формирования железных кластеров и наночастиц.

Вторая глава

Вторая глава посвящена описанию используемого экспериментального оборудования и методик измерения.

Раздел 2.1 содержит описание экспериментальной установки типа «ударная труба». Описаны характеристики оборудования, методики составления исследуемых смесей, измерения скорости ударной волны и расчета параметров ударно-нагретого потока. Схема установки и диагностического оборудования представлена на рис. 1.

В разделе 2.2 изложены принципы использовавшихся оптических диагностик. Регистрация сигнала экстинкции позволяла наблюдать рост железных кластеров гго ослаблению лазерного излучения, проходящего через исследуемую среду. Для регистрации эмиссионного излучения среды использовались ФЭУ с интерференционным фильтром и высокоскоростная ССБ-камера, оснащенная внешним спектрографом.

Раздел 2.3 посвящен описанию конструкции пристеночных ленгмюров-ских зондов, использовавшихся для измерения концентрации заряженных частиц, и содержит результаты проведенных калибровочных экспериментов. Для калибровки зондов была проведена серия экспериментов в аргоне, содержащем естественную примесь натрия. Равновес-

датчики давления

осциллограф осциллограф

1ССО-камера не-Ые лазер

«5»геак51ап> (§32 нм)

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

ная концентрация электронов за отраженной ударной волной рассчитывалась из уравнения Саха. По результатам экспериментов была построена калибровочная кривая зонда с потенциалом +50 В.

Третья глава

Третья глава содержит результаты экспериментов и численных расчетов, посвященных оценке применимости гипотезы высокоэнергетичных соударений для объяснения наблюдаемых неравновесных эффектов.

В разделе 3.1.1 приведены результаты экспериментального исследования пиков неравновесного излучения области фронта ударной волны, распространяющейся в смесях, содержащих 0.5-2.0%ре(с0)5 в гелии или аргоне. Для получения времяразрешенного спектра излучения была применена высокоскоростная ССП-камера 81геак81аг (Ьа^^юп). Полученный в эксперименте спектр представлен на рис. 2. Спектр локализован в области 400-800 нм и имеет сплошную природу без выраженных отдельных линий или полос. Это свидетельствует о сложной структуре излучающих молекул.

х, нм

„цс

> * фронт УВ

Рис. 2. Полученный в эксперименте времяразрешенный спектр неравновесного излучения области фронта ударной волны в смеси 1%Ре(СО)5+Не. Временной профиль интенсивности излучения на длине волны 615 нм (справа вверх)'), вид спектра в момент максимальной интенсивности излучения (справа внизу)

Дополнительные эксперименты с высоким временным разрешением были проведены с использованием ФЭУ. Типичные полученные осциллограммы приведены на рис. 3. Были получены зависимости пиковой интенсивности излучения от концентрации Ре(СО)5, рода газа-разбавителя и скорости ударной волны.

Полученные результаты проанализированы в разделе 3.1.2. Предложена упрощенная кинетическая модель, описывающая формирование возбужденных излучающих молекул в соударениях молекул Ре(СО)5 с атомами несущего газа во фронте ударной волны и их последующее тушение. В рамках квазистационарного приближения из условия равенства нулю производной концентрации возбужденных молекул по времени была оценена их максимальная достигаемая концентрация и получена ее зависимость от концентрации Ре(СО)5 и скорости ударной волны. Представленные в соответствующих координатах экспериментальные данные должны были бы описываться единой прямой. Однако, как видно из рис. 4, данные для каждой смеси описываются различными прямыми с различными наклонами, т.е. предложенный механизм не позволяет описать экспериментальные данные.

T-1040 К

, 500 ppm

ЭМИССИЯ Т - 1075 К

" 400 700 нм > 1000 ppm

Аг

Т - 1200 К

J А/"" 0.5%

ЭМИССИЯ \ Г Г-1130 К

615 НМ \ / 2.0%

10 15

-10 -5 0 5

t, МКС

10 15

-5 0 5

t, МКС

Рис. 3. Типичные временные профили экстинкции и эмиссии, полученные в экспериментах в смесях 0.5 % / 2.0 % Fe(CO)5+ Не / Аг и смесях 500 ppm / 1000 ррш + Аг

В разделе 3.2 содержатся результаты прямого статистического Монте-Карло моделирования [2] распространения ударной волны в гелии, содержащем примесь Ре(СО)5, целью которого было получение неравновесных функций распределения парных соударений по энергиям в области фронта УВ. Моделирование было выполнено в одномерном пространстве координат и трехмерном

пространстве скоростей с использованием 12000 модельных частиц. Использовались модели «твердых сфер» и «мягких сфер». На границах области моделирования функции распределения полагались максвеллов-скими в соответствии с температурой перед волной и за ней. В начальный момент времени ударная волна

-з

"я.

о и

У •*

с

=3

Д 0.!% FfCO)t * Н* A 2.04 F. (СО), «Н«

д

О

О.

О 0.1% Fe{CO) * At: • 2.0*/. FtiCO] « »г

10

12 14

г/ци'.зв"

Рис. 4. Значения максимальной интенсивности излучения, наблюдавшегося при различных концентрациях Ре(СО)з в аргоне и гелии

задавалась в виде поверхности разрыва. После перехода системы в стационарный режим периодически проводилась выборка параметров потока по мере обновления частиц в ячейках. Результатом расчета явились профили макропараметров газовой среды вдоль оси потока и распределения энергий столкновений в парах частиц He-He (FR11) (не представляющее интереса в рамках поставленной задачи), He-Fe(CO)5 (FR12) и Fe(CO)5-Fe(CO)5 (FR22) в различных точках моделируемого объема. Отмечено значительное превышение газокинетической температуры тяжелого компонента в области фронта над равновесной за ударной волной. Частота высокоэнергетичных столкновений атомов гелия с молекулами Fe(CO)5 в области фронта возрастает незначительно (не более чем в 3-4 раза) и не может объяснять наблюдаемые неравновесные эффекты; в то же время вклад парных столкновений молекул Fe(CO)s с энергиями более 3 эВ может превышать равновесный в 104-10б раз (рис. 5).

Раздел 3.3 посвящен анализу имеющихся литературных данных о сечениях неупругих переходов, определяющих реальную эффективность передачи энергии столкновений во внутренние степени свободы молекул.

Наиболее разработанной моделью неадиабатических переходов является приближение Ландау-Зинера, однако количественные расчеты вероятности перехода «ab initio» даже для простейших систем оказываются крайне требовательными к вычислительным мощностям. Поэтому основным источником информации о эффективных сечениях неупругих соударений остается экспериментальный материал, который также весьма ограничен из-за сложности исследования в лабораторных условиях столкновений со столь высокими энергиями.

На основе обобщения имеющихся экспериментальных и расчетных данных был сделан вывод, что проигрыш в сечении неупругих соударений с энергиями >3 эВ по сравнению с газокинетическим составляет для большинства систем не менее I О4-105 раз, т.е. сопоставим по величине с обнаруженным превышением вклада высокоэнергетичных столкновений над равновесным.

Таким образом, учет вероятностей неупругих столкновений в данном случае позволяет сделать вывод о том, что экспериментально наблюдаемые неравновесные эффекты не могут быть объяснены высокоэнергетическими столкновениями во фронте.

В разделе 3.4 приведены основные результаты главы.

Рис. 5. Распределения столкновений в парах Ре(СО)5 -Ре(СО); по относительным скоростям Четвертая глава

Четвертая глава содержит результаты экспериментов и численных расчетов, посвященных оценке применимости гипотезы возбуждения кластеров в процессе конденсации пересыщенного пара железа для объяснения наблюдаемых неравновесных эффектов.

В разделе 4.1 приведены результаты экспериментального исследования пиков неравновесного излучения области фронта ударной волны в смесях 0,05-2,0 % Ре(СО)5 + Не / Аг и неравновесной ионизации за ударной волной в смесях 1-2%Ре(СО)5+Не. Типичные осциллограммы, полученные в экспериментах, приведены на рис. 3 и рис. 6. Отмечено, что появление пиков излучения

по времени совпадает с приходом фронта ударной волны, в то время как пик концентрации свободных электронов регистрируется зондами через 10-20 мкс после его прохождения.

Раздел 4.2 посвящен анализу полученных результатов в рамках модели, связывающей наблюдаемое излучение с возбуждением образующихся железных кластеров. Путем рассмотрения квазистационарного приближения в упрощенной кинетической схеме получена зависимость максимальной интенсивности излучения от концентрации Ре(СО)5 и температуры за ударной волной и отношения констант диссоциации Ре(СО)5 и тушения возбужденных железных кластеров в столкновениях с атомами газа-разбавителя.

1, МКС

Рве. 6. Временные профили экстинкции и изменения потенциала зондов, полученные в эксперименте

Соответствующим образом нормированные экспериментальные данные, представленные в больцмановских координатах, хорошо описываются единой прямой, что является подтверждением корректности предложенного механизма (рис. 7, а). Аналогичная нормировка была успешно применена и для описания результатов ионизационных измерений (см. рис. 7, б). Значения эффективной энергии активации процесса составляют 1,1 эВ для излучения и 0,3 эВ для ионизации; столь низкие значения указывают на существенно неравновесный характер процесса.

-37

•38

-г; -39

I41

-4Л

о

о

щ и. -41

О!

С -42

гз- -43-

-44

-48-

-4вч

к А»

хо

X 600 ррт Ре{С0), ♦ А/

О 1000 ррт Ре(СО), ♦ Аг

О 0.1%Ре(00), + Н

^ 0.5% Ге(СО), * Аг

• 2.0% Ро(СО), ♦ Аг

.А

м

А 0.5% Ре(СО), ♦ Не А 2.0% Р«<С01, Не * 1.0% Ре(СО), ♦ Не рвС]

А ▲

0,6

0,7

0,»

0,9 1,0 1000/Т., К"1

1,1

1Д

1,3

2,8-,

2,6-

,_. 2,4-

О 2,2-

д. 2,0-

1,8-

С

1.6-

— 1,4-

С 1.2-

1,0-

0,8-

0,8-

0,4-

3

оф

о

О 0.5% Ре(СО)5 + Не О 1.0% Ре{СО), + Не • 2.0% Ре(СО). + Не

<9

а

о

О-.

э

0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 (Т/1000)"1 , К'1

Рис. 7. Зависимости от температуры за ударной волной максимальной интенсивности излучения (а) , максимальной концентрации электронов (б)

Предположено, что наблюдаемое запаздывание пиков концентрации свободных электронов относительно фронта ударной волны обусловлено тем, что ионизация возникает в процессе роста достаточно крупных железных кластеров, в то время как наблюдаемое излучение связано с возбуждением малых кластеров Реп, п<10. Для оценки размера ионизующихся кластеров выполнено численное моделирование роста железных кластеров с использованием наиболее современной кинетической модели, описывающей распад Ре(СО)5 и конденсацию пересыщенного пара железа за ударной волной.

Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными позволило сделать вывод, что ионизующиеся кластеры содержат около двух тысяч атомов.

Раздел 4.3 содержит результаты численного моделирования процессов возбуждения и ионизации железных кластеров в ходе конденсации пересыщенного пара железа. Модель была дополнена реакциями, описывающими формирование возбужденных кластеров, их ионизацию и тушение в соударениях с атомами несущего газа. Для оценки эффективности тушащих соударений молекул различных газов с возбужденными кластерами использовались коэффициенты аккомодации тепловой энергии, извлеченные из результатов LII-измерений [3]. В качестве параметра модели, описывающего наблюдающуюся в эксперименте интенсивность излучения, была выбрана суммарная концентрация возбужденных кластеров Fe2*+..+Fe7*. В расчетах варьировались род газа-разбавителя, концентрация Fe(CO)5 в смеси, давление и температура. Расчет производился в изотермическом приближении. На рис. 8 представлены типичные результаты моделирования. Показаны временные профили концентраций Fe(CO)5, Fe2, Fe5 и (Fe2*+..+Fe7*). Видно, что характерные времена образования малых кластеров в условиях эксперимента составляют существенно менее одной микросекунды. Интенсивности излучения в аргоне и гелии отличаются в 6-7 раз, что хорошо соответствует результатам экспериментов. На рис. 9 произведено сопоставление расчетных и экспериментальных временных профилей интенсивности излучения и концентрации свободных электронов. Модель успешно описывает экспериментальные зависимости.

¿[F.,*]X1Q0 (Н.) '

0,0 0,в 1,0 1,9 2,0

мхе

Рис. 8. Результаты численного моделирования кинетики распада Ре(СО)з и образования возбужденных железных кластеров

2.0

'■» Г" "'--^ Т 1—Р--—I—'—I—'-1—1-1-1—I—'—г~

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

Рис. 9. Сопоставление расчетных и экспериментальных временных профилей интенсивности излучения и концентрации свободных электронов

Заключение

В заключении сформулированы основные результаты и выводы работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

• Экспериментально определены спектральные характеристики неравновесного излучения области фронта ударной волны с М=2,5-3,5, распространяющейся в инертном газе , (гелий аргон), содержащем 0,05-2,0% Бе(СО)5. Получены зависимости интенсивности излучения от концентрации Ре(СО)5 и параметррв Ударной волны и ударно-нагретого потока. Определено значение эффективнрй энергии возбуждения излучающего состояния, составляющее !;1эВ.

• Зарегистрирована неравновесная ионизация за фронтом ударной волны в смесях 1-2%Ре(СО)5+Не. Получены зависимости пиковой концентрации свободных электронов от концентрации Ре(СО)5 и параметров ударной волны. Определено значение эффективной энергии ионизации, составляющее 0,3 эВ. ■

• Осуществлено прямое статистическое Монте-Карло моделирование распространения ударной волны в гелии, содержащем 0,01-1,0% Ре(СО)5. Получены функции распределения энергий парных

соударений в области фронта ударной волны до энергий 3,5-5,5 эВ. Определено, что превышение частот соударений с энергией более 3 эВ над равновесными может достигать в области фронта 104-10ú раз. На основе анализа зависимостей сечения неупругого соударения от энергии показано, что для соударений с энергией >3 эВ проигрыш в сечении по сравнению с газокинетическим составляет около 104-105 раз. Сделан вывод о невозможности объяснения наблюдавшихся в настоящей работе интенсивных неравновесных эффектов в рамках гипотезы высокоэнергетичных соударений.

• Развита кинетическая схема, описывающая возбуждение и ионизацию железных кластеров различных размеров, образующихся в ходе конденсации пересыщенного железного пара, полученного при пиролизе Fe(CO)5 за фронтом ударной волны, и осуществлено численное моделирование. Модель успешно описывает экспериментальные данные, в том числе возрастание интенсивности неравновесных эффектов в легких газах за счет снижения эффективности тушения возбужденных состояний кластеров при их соударениях с атомами газа-разбавителя.

• На основании полученных данных сделан вывод, что экспериментально наблюдавшиеся пики неравновесного излучения и концентрации свободных электронов при распространении ударной волны в инертном газе, содержащем примесь 0,05-2,0% Fe(CO)5, не могут быть описаны в рамках модели высокоэнергетичных столкновений во фронте ударной волны и обусловлены экзотермическими реакциями роста железных кластеров.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахмадов У.С., Заслонко И.С., Смирнов В.Н. Кинетика конденсации паров железа в ударных волнах // Хим. физика. 1989. Т. 8. №10. С. 1400.

2. Генич А.П., Куликов C.B., Манелис Г.Б., Сериков В.В., Янищий В.Е. Приложение весовых схем статистического моделирования течений многокомпонентного газа к расчету структуры ударной волны // Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 1986. Т. 26. №12. С. 1839-1854.

3. Eremin A., Gurenísov Е. and Schulz С. Influence of the bath gas on the condensation of supersaturated iron atom vapor at room temperature. // Proc. ofNEPCAP-3. Sochi, Russia. 25-29 June 2007.

ПУБЛИКАЦИИ

Результаты работы представлены в следующих основных публикациях:

1. Deppe J., Drakon A., Emelianov A., Eremin A., Jander H. and Wagner H. Gg. Nonequilibrium processes during Fe(CO)j pyrolysis in a Shockwave //Zeit.Phys.Chem. 2008, T. 222. № 1. P. 103-115.

2. Дракон A.B., Емельянов A.B., Еремин A.B. Неравновесные процессы во фронте ударной волны в инертных газах, содержащих малую примесь Fe(CO)5 // ЖТФ. 2008. Т. 78. Вып. 8. С. 64-70.

3. Drakon А. V., Emelianov А. V. and Eremin А. V. Nonequilibrium radiation and ionization during formation of iron clusters in shock waves // J. Phys. D: Appl. Phys. V. 41 №13 (7 July 2008) 135201 (8pp).

4. Дракон A.B., Еремин A.B., Куликов C.B. Комплексное прямое Монте-Карло и кинетическое моделирование неравновесных процессов во фронте ударной волны // Электронный журнал «Физико-химическая кинетика в газовой динамике». 2008. Т.7. Url: http://www.chemphys. edu.ru/media/files/2008-09-01 -011 .pdf.

5. Вагнер Х.Г., Деппе Й, Дракон A.B., Емельянов A.B., Еремин A.B., ЯндерХ. Неравновесные эффекты в релаксационной зоне ударной волны в гелии с примесью Fe(CO)5 // XXII Международная конференция «Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество». Эльбрус. 1-6 марта 2007. С.116.

6. Deppe J., Drakon A., Emelianov A., Eremin A., Jander H., Wagner H.Gg. Nonequilibrium radiation and ionization during formation of iron clusters in shock waves // 3rd International Symposium on Non-equilibrium processes, Plasma, Combustion and Atmospheric Phenomena, Russia, Sochi, 25-29 June 2007. P. 20.

7. Дракон A.B. Неравновесные эффекты при росте железных кластеров // 50-я научная конференция МФТИ, Москва, 23 ноября 2007.

8. Дракон A.B., Еремин A.B., Куликов C.B. Комплексное прямое Монте-Карло и кинетическое моделирование неравновесных процессов во фронте ударней волны // Всероссийская школа-семинар «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем», Москва, 3-4 декабря 2007.

9. Дракон A.B., Еремин A.B. Кинетика неравновесного излучения и ионизации при росте железных кластеров // XXIII Международная

конференция «Уравнения состояния вещества», Эльбрус, 1-6 марта

2008. С. 105.

10. Дракой A.B., Еремин A.B., Куликов C.B. Анализ механизмов неравновесного излучения во фронте ударной волны в инертных газах, содержащих малую примесь Fe(CO)j // XIV Симпозиум по горению и взрыву, Черноголовка, 13-17 октября 2008. С. 247.

11. Дракон A.B., Еремин A.B., Куликов C.B. Комплексное моделирование неравновесных процессов во фронте ударной волны в гелии, содержащем примесь Fe(CO)5 // 51-я научная конференция МФТИ, Москва, 29 ноября 2008.

12. Гуренцов Е.В., Дракон A.B., Ерёмин A.B. Моделирование кинетики неравновесных процессов при росте железных кластеров // Всероссийская школа-семинар «Аэрофизика и физическая механика классических и квантовых систем», Москва, 2-3 декабря 2008.

13. Drakon A.V., Eremin A.V. Monte-Carlo and kinetic modeling of nonequilibrium processes in shock wave front // XXIV International Conference on Ititeraction of intense energy fluxes with matter. March 1-6

2009. Elbrus, Kabardino-Balkaria, Russia. P. 126.

Дракон Александр Всеславович

НЕРАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ИОНИЗАЦИЯ В ГАЗО-КЛАСТЕРНЫХ СРЕДАХ ЗА УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ

Автореферат

Подписано в печать 14.07.2009 Формат 60x84/16

Печать офсетная Уч.-изд.л. 1,25 Усл.-печ.л. 1,16

Тираж 100 экз._ЗаказЫ 110_Бесплатно

ОИВТ РАН. 125412, Москва, Ижорская ул., д. 13, стр. 2

Оглавление

1 Введение

1.1 Актуальность темы исследований

1.2 Обзор литературы

1.2.1 Неравновесные эффекты во фронте ударных волн

1.2.2 Кинетика распада Fe(CO)5 и формирования 19 железных наночастиц. Процессы неравновесного возбуждения растущих кластеров

2 Экспериментальное оборудование и 30 методика измерений

2.1 Ударная труба

2.2 Оптические измерения

2.2.1 Диагностика роста кластеров (экстинкционные 33 измерения)

2.2.2 Регистрация неравновесного излучения 34 исследуемой среды

2.3 Зондовые измерения концентрации заряженных частиц

2.3.1 Конструкция зондов

2.3.2 Калибровочные эксперименты в аргоне, содержащем 37 естественную примесь натрия

3 Анализ применимости гипотезы высокоэнергетичных 42 соударений для описания пиков неравновесного излучения во фронте УВ

3.1 Эксперимент

3.1.1. Первичные экспериментальные данные. Спектральные 42 характеристики неравновесного излучения.

3.1.2. Анализ результатов. Зависимости интенсивности 49 излучения от параметров эксперимента.

3.2 Монте-Карло моделирование

3.2.1 Методика численного расчета

3.2.2 Результаты моделирования

3.3 Анализ сечений высокоэнергетичных неупругих столкновений

3.4 Выводы

4 Экспериментальное и численное исследование 68 процессов возбуждения кластеров в ходе конденсации пересыщенного пара железа за ударными волнами

4.1 Экспериментальные результаты

4.1.1 Эмиссионные измерения

4.1.2 Регистрация неравновесной ионизации за фронтом ударной волны

4.2 Анализ экспериментальных результатов

4.2.1 Оценка применимости гипотезы неравновесного 75 возбуждения железных кластеров в ходе конденсации пересыщенного пара железа

4.2.2 Эффективные энергии процессов возбуждения и 78 ионизации железных кластеров

4.3 Кинетическое моделирование

4.3.1 Кинетическая схема

4.3.2 Результаты моделирования и сопоставление 87 с экспериментальными данными

4.4 Выводы

1.1. Актуальность темы исследований Распространение ударной волны сопровождается большим количеством неравновесных процессов, начиная с релаксации поступательных степеней свободы и заканчивая установлением химического и ионизационного равновесия. Взаимодействие различных степеней свободы между собой при этом может приводить к существенным отличиям их распределений по энергиям от равновесных, что ведет к возникновению различных неравновесных эффектов. Известным примером является взаимодействие между колебательными степенями свободы и диссоциацией молекул за сильными ударными волнами, порождающее существенные отклонения от аррениусовской кинетики. Могут также наблюдаться возбуждение излучающих состояний и ионизация в относительно слабых ударных волнах. К примерам такого рода можно отнести наблюдения пиков неравновесного излучения в области фронта ударных волн, распространяющихся в газовых смесях, содержащих малую примесь тяжелых реагирующих молекул. Наиболее ярко такие эффекты наблюдались в смесях, содержащих малые добавки пентакарбонила железа Fe(CO)s [1]. В этой работе обсуждались два возможных механизма данного явления. Первый связывает наблюдаемое излучение с высокоэнергетическими столкновениями в зоне поступательной релаксации во фронте УВ. Второй же предполагает, что излучение возникает в релаксационной зоне ударной волны при быстрой рекомбинации образующихся при распаде карбонилов атомов металла.Прояснение природы наблюдаемых пиков является актуальной научной задачей, так как регистрируемое излучение в зависимости от реализующегося механизма несёт информацию о вероятностях неадиабатических переходов при высокоэнергетичных столкновениях молекул либо о кинетике экзотер4 мических реакций продуктов распада исходных молекул (в частности, в смесях содержащих Fe(CO)5, это реакции роста малых кластеров при конденсации сильно пересыщенного железного пара). Оба процесса к настоящему времени недостаточно изучены экспериментально и их исследование имеет большое практическое значение - в частности, для решения задач управления воспламенением и детонацией, а также синтеза наноматериалов из газовой фазы.Следует подчеркнуть, что характерные времена и длины свободного пробега в условиях ударно-трубного эксперимента не позволяют разрешить зону поступательной релаксации ударной волны какой-либо диагностикой и в явном виде разделить явления, обусловленные двумя указанными механизмами. Поэтому окончательное выяснение природы излучения и определение механизмов неравновесной энергопередачи требует комплексного моделирования возможных неравновесных процессов в релаксационной зоне ударной волны и проведения дополнительных экспериментов, в ходе которых были бы измерены зависимости интенсивности и спектрального распределения возникающего излучения от концентрации реагирующих молекул, общего давления смеси и интенсивности ударной волны.В ряду летучих металлсодержащих соединений, применяемых в качестве источника парообразного металла, пентакарбонил железа (ГЖЖ) имеет наилучшие характеристики в качестве модельной системы для изучения кинетики конденсации. При нормальных условиях он находится в жидком состоянии и обладает достаточно высоким давлением насыщенных паров, выгодно отличаясь в этом от, например, гексакарбонила молибдена, использование которого в ударнотрубном эксперименте затруднено. В то же время давление насыщенного пара достаточно мало для того, чтобы обеспечить безопасную работу с веществом (в отличие от чрезвычайно токсичного тетракарбонила никеля). Пентакарбонил железа достаточно стабилен и в то же время легко распадается как при повышении температуры [2, 3], так и под действием излучения [4, 5]. Отрываемые лиганды - молекулы СО - весьма химически инертны и, как можно ожидать, не влияют после отрыва на процесс конденсации паров железа и какие-либо иные реакции.Таким образом, целью настоящей работы явилось описание механизмов неравновесного излучения и ионизации при распространении ударной волны в инертном газе, содержащем примесь Fe(CO)5. Для этого были поставлены и решены следующие задачи: • экспериментальное исследование неравновесных эффектов в области фронта ударной волны; • прямое статистическое Монте-Карло моделирование распространения ударной волны в инертном газе, содержащем примесь Fe(CO)5; • кинетическое моделирование процессов распада Fe(CO)s и формирования железных кластеров в процессе конденсации пересыщенного пара железа за фронтом ударной волны.

Выводы

• Развита методика определения концентрации свободных электронов в ударно-нагретом газовом потоке с помощью пристеночных ленгмюровских зондов. Показана применимость методики для измерения концентрации электронов в диапазоне 107-5-1012 см'3

• Определены спектральные характеристики неравновесного излучения области фронта ударной волны с М=2,5-3,5, распространяющейся в среде, распространяющейся в инертном газе (гелий, аргон), содержащем 0,1-2,0% Fe(CO)5. Получены зависимости интенсивности излучения от концентрации Fe(CO)5 и параметров ударной волны и ударно-нагретого потока. Получено значение эффективной энергии возбуждения излучающего состояния, составляющее 1,1 эВ.

• Зарегистрирована неравновесная ионизация за фронтом ударной волны в смесях l-2%Fe(CO)5+He. Получены зависимости пиковой концентрации свободных электронов от концентрации Fe(CO)5 и параметров ударной волны. Получено значение эффективной энергии ионизации, составляющее 0,3 эВ.

• Осуществлено прямое статистическое Монте-Карло моделирование распространения ударной волны в гелии, содержащем 100 ррш — 1% Fe(CO)5. Получены функции распределения энергий парных соударений в области фронта ударной волны до энергий 4-5 эВ. Показано, что превышение частот соударений с энергией более 3 эВ над равновесными может достигать в области фронта 104-10б раз Последующий анализ зависимостей сечения неупругого соударения от энергии показал, что для соударений с энергией >3 эВ проигрыш в сечении по сравнению с газокинетическим составляет около 104-105 раз.

Сделан вывод о невозможности объяснения наблюдавшихся в настоящей работе интенсивных неравновесных эффектов в рамках гипотезы высокоэнергетичных соударений • Развита кинетическая схема, описывающая возбуждение и ионизацию железных кластеров различных размеров, образующихся в ходе конденсации пересыщенного железного пара, полученного при пиролизе Fe(CO)5 за фронтом ударной волны, и осуществлено численное моделирование. Модель успешно описывает экспериментальные данные, в том числе возрастание интенсивности неравновесных эффектов в легких газах за счет снижения эффективности тушения возбужденных состояний кластеров при их соударениях с атомами газа-разбавителя.

На основании полученных данных можно заключить, что экспериментально наблюдавшиеся пики неравновесного излучения и концентрации свободных электронов при распространении ударной волны в инертном газе, содержащем примесь 0,05-2,0% Fe(CO)5, не могут быть описаны в рамках модели высокоэнергетичных столкновений во фронте ударной волны и обусловлены экзотермическими реакциями роста железных кластеров.

1. Ахмадов У.С., Заслонко И.С., Смирнов В.Н. Кинетика конденсации паров железа в ударных волнах // Хим. физика. 1989. т. 8, №10, С.1400

2. Rumminger, М. D.; Reinelt, D.; Babushok, V.; Linteris, G. Т. / Numerical study of the inhibition of premixed and diffusion flames by iron pentacarbonyl / Combust. Flame 1999, 116, 207.

3. Giesen A., KovalikA., Roth P. И Phase Transitions, 2004, Vol. 77, №. 1-2, pp. 115-129.

4. Waller I.M. and Hepburn J. W. State-resolved photofragmentation dynamics ofFe(CO)5at 193, 248. 266 and 351 nm. // J. Phys. Chem,. 1988, V.88, P.6658

5. Banares L., Baumert Т., Bergt M., Kiefer B. and Gerber G. The ultrafast photodissiciation of Fe(CO)5 in the gas phase // J. Chem. Phys.,. 1998, 108, 5799.

6. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. // М.: Наука, 1966.

7. Гордиец Б. Ф., Осипов А. И., Шелепин Л. А. Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры. // М.: Наука, 1980

8. Козлов П.В., Лосев С.А., Романенко Ю.В. // Письма в ЖТФ, 2000, т. 26, вып. 22., с.69.

9. Зельдович Я.Б., Генич А.П., Манелис Г.Б. II Доклады Академии Наук СССР, 1979, т. 248, №2, с. 349-351

10. Добкин С.В., Сон Э.Е. Неравновесное возбуждение молекул за фронтом ударной волны в газовых смесях // ПМТФ N5, 1981

11. Bernshtein V., Oref I. and Lendvay G. Energy Transfer Rate Сое l~ricients from Trajectory Calculations and Contributions of Supercolli.g oris to Reactive Rate Coefficients // J. Phys. Chem., 100, 9738-9744 (1 QQf- Г>

12. Mott-Smith H.M. The Solution of the Boltzmann Equation for t Shock Wave // Phys. Rev. 82, 885 892 (1951)

13. Bird G.A. Aspects of the Structure of Strong Shock Waves / 197<=Оэ Phys. Fluids 13, 1172

14. Тамм И.Е. О ширине ударных волн большой интенсивн-<г>сти //

15. Академия наук СССР, Труды Физического институт -д. им.

16. П.Н.Лебедева, 29, 239-249, 1965

17. Струминский В.В., Великодный В.Ю. II ДАН СССР 1982, 22fc», N1, с.28.31

18. Великодный В.Ю., Емельянов А.В., Еремин А.В. Неадиабат веское возбуждение молеьсул йода в зоне поступательной неравнов«- ясности ударной волны // ЖТФ, 1999, т. 69; вып. 10, с. 23.

19. Bird G.A. Approach to translational equilibrium in a rigit sphere gr- * <=i Phys. Fluids. Vol.6, N 10, P 1518-1519 (1963)

20. Берд Г. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981

21. Bird G. A. Molecular gas dynamics and the direct simulation of g. =» <=i flows. — Clarendon Press, Oxford. — 1994.

22. Bird G. A. Direct Simulation and the Boltzmann Equation // PIt tysics of Fluids, Vol. 13, p.2676-2681, 1970

23. Генич А.П., Куликов C.B., Манелис Г.Б. и др. II Приложение «псовыхсхем статистического моделирования течений многокомпонбитногогаза к расчету структуры ударной волны / Журн. вычисл. мат< ^^зматики и мат. физики. 1986. Т. 26. № 12. С. 1839

24. Куликов С.В., Бергизияров П.К. Статиститческое модели^ рование поступательной неравновесности газовой смеси во фронте ударнойволны на многопроцессорных компьютерах // Вычислительные методы и программирование, 2002, 3, N2

25. Куликов С.В., Манелис Г.Б., Терновая О.Н. Влияние добавки Хе на поступательную неравновесность газовой смеси Не-02-Н2 во фронте ударной волны // Химическая физика, том 26, № 6, Июнь 2007, С. 73-76

26. Biturin V.A., Klyuchnikov N.I. II Fluid Dynamics, 2005, 40, N.3, p.494-502

27. Velikodnyi V. Yu., Bityurin V.A. II Prikl. Phys., 2002, N.5, p.90-98

28. Eremin A.V., Shmakov A.V., Velikodnyi V.Yu., Ziborov V.S. Nonequilibrium UV radiation of molybdenum atoms in a. weak shock wave front. // In Abstracts of 24th Int. Symp. Rarefied Gas Dyn., July, Ban, Italy, 2004, p.22

29. Генич А.П., Куликов C.B., Манелис Г.Б., Черешнев С.А. II Поступательная релаксация в ударных волнах в газах. Черноголовка, 1991, Препринт / ОИХФ АН СССР 68 с.

30. Диваков О.Г., Еремин А.В., Зиборов B.C., Фортов В.Е. II Доклады Академии Наук, 2000, т.373, в.4, с. 141.

31. Rohfling Е.А., Сох D.M., Kaldor A., Johnson К.Н. Photoionization spectra and electronic structure of small iron clusters // J.Chem. Phys. 1984, 81, p.3846

32. Lian L., Su С.-Х., Armentrout P.B. Collision-induced dissociation of Fen+ (n = 2-19) with Xe: Bond energies, Geometric structures and dissociation pathways // J.Chem.Phys. 1992, 97, p.4072

33. Parks E.K., Weiller B.H., Bechthold P.S. et al. Chemical probes of metal cluster structure: Reaction of irons clusters with Hydrogen, Ammoinia and Water // J.Chem. Phys. 1988, 88, p. 1622

34. Ballone P., Jones R.O. Structure and spin in small iron clusters // Chem. Phys. Lett. 1995, 233, p.632

35. Chen J. L., Wang C.S., Jackson K.A. and Pederson M.R. Theory of magnetic and structural ordering in iron clusters // Phys. Review В., 44, 12, 6558-6561, 1991

36. Miedema A.R. Model predictions of the dissociation energies of homonuclear and heteronuclear diatomic molecules of two transition metals // Faraday symp. of the Chem. Soc. (Diatomic metals and metallic clusters) 1980, 14, p. 136

37. Guo Т., Nikolaev P., Rinzler A.G., TomanekD., Colbert D.Т., Smalley R.E. //Phys Chem., 1995, V.99, P.10694.

38. Крестинин A.B., Моравский А.П. II Химфизика. 1998, Т. 17, №9, С.70.

39. Не Г., ЫХ., SwihartM. II Chem. Mater., 2005, V.17, Р.1017.

40. Мальцев В.А., Нерушев О.А., Новопашин С.А., Сахапов С.З., Смовж Д.В. II Российские нанотехнологии, 2007, Т.2, №5, С.85.

41. Бурдовицин В.А., Оке Е.М., Федоров М.В. II Физика и химия обработки материалов, 2005, № 1, С.66.

42. NIST Database, http://webbook.nist.gov

43. Morse M.D. Clusters of transition-metal atoms // Chem. Rev., 1986, 86 (6), pp 1049-1109

44. Нагаев 3.JI. Малые металлические частицы // УФН, 1992, 162, №9, с. 49-124

45. Зельдович Я. Б. К теории образования новой фазы. Кавитация. // ЖЭТФ, 12 (1942), 525

46. Eremin A., Gurentsov E. and Schulz C. Influence of the bath gas on the condensation of supersaturated iron atom vapour at room temperature // Journal of Physics D. Volume 41, Number 5, 7 March 2008, paper 055203

47. Huisken F., Kohn В., Alexandrescu R., Morjan I. Mass spectrometric characterization of iron clusters produced by laser pyrolysis and photolysis of Fe(CO)5 in a flow reactor. // Eur. Phys. J., 1999, D9, P.141.

48. Gurentsov E. V., Eremin A. V. Nonequilibrium radiation during iron clusters formation at room temperature // Abstracts of XXIV International conference on Interaction of intense energy fluxes with matter, March 1 -6 2009, Elbrus, Russia. P.71

49. Karny Z., Naamam R. and Zare R.N. Production of excited metal atoms by UV multiphoton dissociation of metal alkyl and metal carbonyl compounds. // Chem. Phys. Letters, 1978, V.59, P.33.

50. Friedrichs G. and Wagner H.Gg. II Z. Phys. Chem. (Leipzig), 1998, vol. 203, pp. 1-14.

51. Height M.J., Howard J.В., Tester J.W.; Sande J.B.V. II Carbon 2004, 42, 2295.

52. Nikolaev P., Bronikowski M. J., Bradley R.K., Rohmund F., Colbert D. Т., Smith K. A., Smalley R.E. II Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 91.

53. Moisala A., Nasibulin A. G., Brown D.P., Jiang H., Khriachtchev L., Kauppinen E.I. II Chem. Eng. Sci. 2006, 61, 4393.

54. Смирное B.H. Термическая диссоциация газообразных гидридов и металлоорганических соединений и продуктов их распада // Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Москва, 2008.

55. Wen J.Z., Goldsmith F., Ashcraft R. W. and Green W.H. Detailed Kinetic Modeling of Iron Nanoparticle Synthesis from the Decomposition of Fe(CO)5 //J. Phys. Chem. С, 111, 5677-5688

56. Гейдон А., Герл И. Ударная труба в химической физике высоких температур. // М.: Мир, 1966.

57. Макеич А.А. Экспериментальное определение тепловых эффектов при распаде углеродо- содержащих молекул и формировании углеродных наночастиц за ударной волной // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Москва, 2006.

58. SMY P.R. The use of Langmuir probes in the study of high pressure plasmas //ADVANCES IN PHYSICS, VOL. 25, NO. 5, 517-553

59. Eremin A., Naboko I., Palopezhentsev S. Radiation of sodium imputity in a vibrationally nonequilibrium nitrogen jet // Opt. Spektrosk. 60 (1986) 920-927

60. John W., KaiferR. et al. //J. Atmos.Environ. 7 (1973) 107-111

61. Aravin G. S., Karasevich Yu. K., Shumeiko A.N. II Combustion, Explosion and Shockwaves 13 (1977) 611-618

62. S. Wang, J.-P. Cui, Y.-Z. He, B.-C. Fan, J. Wang II Chin. Phys. Lett. 18 (2001)289-291

63. Pollen I. //Phys. Fluids 7 (1964) 1433-1445

64. Зельдович Я.Б., Генич А.П., Манелис Г.Б. И Доклады Академии Наук СССР, 1979, т. 248, №2, с. 349-351

65. Берд Г. Молекулярная газовая динамика Мир 1981

66. Bird G.A. Molecular gas dynamics and the direct simulation of gas flows. Oxford: Clarendon press

67. Genich А.Р., Kulikov S. V., Manelis G.B., Chereshnev S.L. Thermophysics of translational relaxation in shock waves in gases // Sov. Tech. Rev. В Therm. Phys. 1992, 4, N1, 1-69

68. Куликов С.В., Бергизияров П.К. Статистическое моделирование поступательной неравновесности газовой смеси во фронте ударной волны на многопроцессорных компьютерах // Вычислительные методы и программирование, 2002, 3, N2

69. Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е., Порай-Кошиц Б.А., Рабинович В.А., Рачинский Ф.Ю., Романков П.Г., Фридрихсберг Д.А. П Справочник химика, т.1. Ленинград: Химия, 1966

70. Donohue J., Caron A. Bond Lengths in Iron Pentacarbonyl // J. Phys. Chem., 1966, 70 (2), pp 603-604

71. Quack M., and J. Troe Specific rate constants of unimolecular processes. II. Adiabatic channel model, Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 78, 240-252, 1974

72. Заслонко И.С., Еремин A.B., Шумова В.В. II Кинетика и катализ. 1996. Т. 37. № 4. С. 485

73. Никитин Е.Е. Теория элементарных атомно-молекулярных процессов в газах. -М.: Химия, 1970

74. Куликов С.В., Смирнов A.JI., Терновая О.Н. Влияние поступательной неравновесности смеси 02 и инертных газов на одноступенчатую диссоциацию во фронте ударной волны // Хим. Физика 2000, т. 19, N12, с.53

75. Кудрявцев Н.Н., Мазяр О.А., Сухов A.M. Методы генерации молекулярных пучков // УФН, 1993, 163, N6, с. 75-93

76. Karabadzhak, G. F., Plastinin Yu., et al. Experimentation Using the Mir Station as a Space Laboratory // 36th Aerospace Sciences Meeting, AIAA Paper 98-0288, Reno, NV, January 1998.

77. Karabadzhak G., Khmelinin В., Plastinin Y. and Rodionov A. Analysis of New Spacecraft Plume Glow Data Taken Onboard of the Mir Space Station // AIAA-2003-050979. ChemKin, www.chemkin.com

78. Eremin A., Gurentsov E. and Schulz C. Influence of the bath gas on the condensation of supersaturated iron atom vapor at room temperature // In Proc. of NEPCAP-3 (Sochi), 2007