Спектроскопические методы исследования физико-химических и тепловых процессов в плазменных устройствах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. Теоретические модели определения компонентного состава в задачах радиационной плазмодинамики.

1.1. Ионный состав в модели JITP.

1.2. Радиационно-неравновесная плазма инертных газов.

1.3. Статистическая интерпретация модели JITP в условиях слабой неидеальности. .39 1.4. Столкновительно-излучательная модель.

Глава 2. Вопросы радиационной плазмостатики.

2.1. Система кинетических уравнений и особенности алгоритма.

2.2. Анализ решений уравнений стационарной поуровневой кинетики.

2.3. Процессы рекомбинации.

2.4. Двухтемпературная, метаравновесная плазма тяжелых инертных газов.

2.5. Распределения заселённостей уровней.

Глава 3. Квазистационарная плазма капиллярного разряда с испаряющейся стенкой.

3.1. Получение эрозийной плазмы в сильноточном разряде.

3.2. Структура эрозийной плазменной струи.

3.3. Линейчатый спектр плазмы окиси иттрия

3.4. Энергии второго иона иттрия.

Глава 4. Радиационные процессы в столкновительной плазме

4.1. Метод квантового дефекта.

4.2. Расчёт вероятностей фотопереходов в кулоновском приближении.

4.3. Вероятности переходов атома иттрия и его первого иона.

4.4. Сечения фотоионизации.

Глава 5. Оптические свойства ксеноновой плазмы

5.1. Расчёт коэффициента поглощения ксеноновой плазмы.

5.2. О диагностике метаравновесной плазмы.

5.3. О формировании контура линии тяжёлых инертных газов.

5.4. Определение концентрации ионов по асимметрии линий.

Глава 6 Коэффициент поглощения плотной плазмы элемента третьей группы.

6.1 Продольная лазерная просветка плазмы сильноточного разряда.

6.2 Определение коэффициента поглощения плазмы элемента третьей группы

Развитие ракеткой техники и некоторых химических технологий, создание плазменных лазеров в оптическом диапазоне и лазеров в УФ-области, конструирование интенсивных источников света, разработка газофазных ядерных реакторов потребовали детальных знаний физико-химических превращений в плазме.

Систематизация и обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований потоков излучающей плазмы, генерации ударных волн и теплового излучения и явлений, сопровождающих их воздействие на вещество, привели в последнее время к формированию нового и важного раздела газовой динамики - радиационной плазмодинамики (РПД).

Для изучения физико-химических процессов плазменных объектов и характеристики их термодинамических и оптических свойств используются спектроскопические методы. Спектроскопия плазмы как прикладная наука реализовалась в самостоятельную дисциплину из фундаментальных представлений о строении вещества, а именно теории атомных спектров.

Спектроскопия термически равновесной плазмы разработана достаточно полно. Развиваемые оптические методы диагностики в рамках модели локального термодинамического равновесия (ЛТР) сыграли важную роль в понимании физико-химических процессов, свойственных низкотемпературной плазме, а также в определении основных параметров изучаемых плазменных объектов.

Оперативные представления спектроскопии плазмы базируются на изучении вероятностных распределений, таких как распределения электронов по энергиям, распределения фотонов по длинам волн, распределения по возбуждённым состояниям атомов или ионов. В термически равновесной спектроскопии распределению электронов по энергиям или ФРЭЭ соответствует температура электронов, распределению фотонов - контур линии как функция частоты излучаемого (поглощаемого) фотона, первому математическому ожиданию распределения фотонов - ширина спектральной линии, а распределение возбуждённых состояний является больцмановским.

Одной из основных проблем, возникающих при исследовании и создании мощных электроразрядных источников, мощных непрерывных селективных источников УФ-излучения, высокоэффективных плазмотронов большой мощности с длительным ресурсом работы, активных сред плазменных и эксимерных лазеров и других плазмообразующих устройствах, относящихся к РПД-системам, является наличие нелинейности в математическом описании радиационных, газодинамических и теплофизических процессов.

При всём многообразии подходов плазмодинамики условно можно выделить четыре раздела:- элементарные процессы и кинетика в плазме (1); -статистическая физика (включая термодинамику) плазмы (2); - гидродинамика плазмы (3); - электродинамика плазмы (4). В вошедших в диссертацию работах [1-74] затрагиваются отдельные вопросы, относящиеся к (1) - (3).

Понятие плазмостатика возникло в рамках (4) в связи с образованием равновесных плазменных конфигураций и их удержанием магнитным полем. Математическому моделированию и расчётам плазмостатических задач посвящена обширная литература [75,76]. В рамках подхода (1) также приходится решать и исследовать нелинейную стационарную систему кинетических уравнений и изучать - насколько полученные решения чувствительны к отклонениям от полученных значений, к вариациям входящих в систему параметров, сталкиваться с вопросами о единственности и устойчивости. Такие исследования принято относить к задачам плазмостатики. Чтобы подчеркнуть органическую связь с радиационной плазмодинамикой (РПД), желательно ввести дополнительное понятие - "радиационная". Таким образом, в отличие от плазмостатических задач, решаемых в электродинамике, моделирование и расчёты плазмостатических задач в РПД будем относить к радиационной плазмостатике.

Диагностирующий прибор регистрирует информацию за конечный, вполне определённый интервал времени. На этом отрезке времени в заданных конкретных условиях рассматриваются плазмохимические процессы, однозначно учитываемые соответствующим набором реакций. В соответствии с этими реакциями записывается и исследуется система кинетических уравнений, как правило, нелинейных, а также квазистационарных, поскольку на выбранном интервале времени регистрируются интегральные экспериментальные характеристики. Исследования решений такой системы для различных плазмообразующих веществ и их смесей составляют предмет радиационной плазмостатики. Полученные решения нелинейной поуровневой кинетики дают распределения по возбуждённым состояниям атомов (ионов). Без знаний этих распределений невозможно дальнейшее развитие спектроскопии неравновесной плазмы, достоверной оптической диагностики в РПД-системах.

Диссертация посвящена спектроскопическим исследованиям неравновесных задач радиационной плазмодинамики. Результаты этих исследований представлены в публикациях [1-74].

Актуальность темы обусловлена широким спектром проблем спектроскопии неравновесной плазмы, привлекаемой в диагностических целях для решения задач различных наукоёмких плазменных технологий, в проектах, использующих плазмообразующие устройства, в разработках активных лазерных сред, высокотемпературной газодинамики, наконец, в отдельных задачах плазмохимии и экологии.

Сложности локальной экспериментальной диагностики РПД-процессов способствуют как теоретическим разработкам, так и становлению эффективно используемых численных экспериментов, позволяющих на некоторых этапах заменять дорогостоящие эксперименты, а в тех случаях, когда экспериментальные данные практически отсутствуют, численное моделирование остаётся единственной возможностью извлекать недостающую информацию. Поэтому одним из основных направлений развития спектральной диагностики на современном этапе является разработка эффективных нелинейных вычислительных моделей и проведение с их использованием спектроскопических исследований плазменных объектов.

Целью работы является создание модели неравновесной, квазистационарной плазмы в рамках радиационной плазмостатики, а также спектроскопические исследования в плазменных устройствах.

Для достижения этой цели в работе поставлены и решены следующие две группы задач.

В первую группу включены задачи, связанные с математическим моделированием стационарной поуровневой кинетикой тяжёлых инертных газов и анализом полученных решений в большом диапазоне рассмотренных параметров:

- построение численных моделей с учётом разных плазмохимических реакций, разработка комплекса программ, а также банка данных, содержащего сведения об энергии возбуждения уровней, вероятностях радиационных переходов, сечений возбуждения электронным ударом, скоростей учитываемых плазмохимический реакций и др;

- анализ численных расчётов компонентного состава плазмы тяжёлых инертных газов и элементов третьей группы с использованием разработанных ранее и предложенных в наших работах моделей;

- разработка стратегии отбора оптической информации при изучении неоднородного плазменного объекта.

Вторую группу составляют задачи, связанные с экспериментальной проверкой теоретических расчётов коэффициентов поглощения плазмы тяжёлых инертных газов и элементов третьей группы, что, в свою очередь, позволяет получать достоверные теплофизические характеристики среды:

- создание диагностически оснащённого экспериментального стенда для получения плотной плазмы урана;

- разработка методик и отладка эксперимента с использованием модельного вещества для изучения оптических и термодинамических параметров плотной плазмы;

- изучение факторов, влияющих на точность эксперимента (неравновесность плазмы, неоднородность плазменного объекта и др.);

- обоснование достоверности пересчитываемых параметров в тех случаях, когда невозможны прямые измерения;

- проверка вычислительных методик и используемых моделей для расчётов коэффициентов поглощения и лучистой теплопроводности на тестовых задачах по аргону или ксенону.

В настоящей работе основное внимание уделялось решению задач, перечисленных в пунктах 3-5.

В первой главе рассмотрены методы расчёта ионизационного (компонентного) состава плазмы при заданной температуре: модель JITP, чЛТР, столкновительно-излучательная модель. В своих работах мы использовали все вышеперечисленные способы определения равновесного состава плазмы.

Во второй главе изложена плазмостатическая теория однокомпонентного газа в матричном представлении.

В рамках столкновительно-излучательной модели в общем виде приведены основные формулы и рассматриваемые алгоритмы для решения нелинейных уравнений поуровневой кинетики. Приведена процедура записи уравнений поуровневой кинетики, позволяющая без особых изменений алгоритма вычислительных программ включать в рассмотрение разнообразные плазмохимические реакции.

При построении релаксационной матрицы использовались разные схемы уровней или групп уровней с близкими значениями энергий возбуждения. Вариация числа уровней, а также их объединения в различные группы, не вносили принципиальных изменений в основные результаты данной работы. Важным при этом является сохранение постоянного зазора между уровнями, включая потенциал ионизации. Высоколежащие уровни объединялись в конфигурации или были водородоподобны.

Запись уравнений многоуровневой кинетики предполагает, что переход между парой возбуждённых состояний рассматривается как одна плазмохимическая реакция. Разные механизмы возбуждения (девозбуждения) учитываются отдельно. В нашем случае число таких учтённых реакций приближается к 6000. Каждая реакция характеризуется константой скорости протекающего процесса и при построении релаксационной матрицы необходимо ~6000 таких величин для рассмотрения плазмы одного газа. Для массовых расчётов вероятностей радиационных переходов и сечений возбуждения электронным ударом между возбуждёнными состояниями инертных газов сформирован банк данных на базе наших расчётов, проводимых в кулоновском приближении, а также из имеющихся литературных источников.

Обычно принято классифицировать низкотемпературную плазму как равновесную в состоянии полного термодинамического равновесия и неравновесную, когда проявляются отклонения от полного термодинамического равновесия. В диагностике плазмы мы часто сталкиваемся с ситуацией, когда температура электронов значительно превышает температуру атомов (ионов), и мы имеем дело с двухтемпературной и с точки зрения вышесказанного неравновесной плазмой.

Для изучения двухтемпературной, квазистационарной плазмы нами вводится понятие метаравновесия, характеризующее состояние, не рассматриваемое в рамках частичного локального термодинамического равновесия (чЛТР). Метаравновесные состояния квазистационарной плазмы являются "устойчивыми в малом" решения нелинейных стационарных уравнений поуровневой кинетики.

Полезным результатом работы оказываются диаграммы метаравновесных состояний, полученные из анализа стационарных нелинейных дифференциальных уравнений, в данном случае уравнений поуровневой кинетики. В математике общепринято рассматривать фазовые диаграммы, устанавливающие взаимосвязь между отдельными искомыми решениями и другими параметрами правых частей уравнений. В нашем же случае все полученные решения (заселённости многих состояний) просуммированы и получены достаточно физичные зависимости концентраций электронов от суммы искомых решений и температуры электронов, которые

JO нами названы диаграммами метаравновесных состояний. Ранее подобные задачи с таких позиций не рассматривались.

В результате численного решения полной системы уравнений поуровневой кинетики получены диаграммы метаравновесных состояний плазмы инертных газов, устанавливающие однозначное соответствие между концентрацией электронов и плотностью газа при заданной функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ). В ограниченной области параметров плазмы такая зависимость может быть получена аналитически (формула Саха-Больцмана). Во всей же области аналитического решения не существует, что связано с нелинейностью системы уравнений как для заселённостей уровней, так и для ФРЭЭ.

Характер диаграммы обусловлен прежде всего диссоциативной рекомбинацией, оказывающей значительное влияние на рекомбинационный поток, в результате чего получается несколько независимых участков решений при заданной плотности газа. В частности, один из этих участков решений соответствует модели ЛТР и совпадает со значениями, вычисленными по формуле Саха-Больцмана, второй относится к столкновительно-излучательному метаравновесию (СИмР), третий - корональному пределу. Диссоциативная рекомбинация "стабилизирует'' температуру электронов (она меняется на ~20%) в большом диапазоне концентраций электронов и общего числа ядер (3-4 порядка).

Реабсорбция УФ-линий, учитываемая с помощью параметра Бибермана-Холстейна, оказывает значительное влияние на характер диаграмм метаравновесных состояний, но ив этом случае диаграмма существенных топологических изменений не претерпевает. Вариации ФРЭЭ принципиально не меняют результат.

Метаравновесные состояния характеризуются распределениями возбужденных состояний (РВС), отличными от больцмановского и имеющими вид ломанной. Характер зависимостей подтвержден экспериментально в условиях стационарного дугового разряда.

Третья глава содержит результаты экспериментальных исследований, связанных с изучением плазмы сильноточного разряда в узком канале, ограниченного стенкой: капиллярный разряд с испаряющейся стенкой (КРИС) с различной модификацией токоподводящих электродов, капиллярный разряд с испаряющимся электродом (КРИЭ).

Во время разряда в капилляре создаются большие ударные нагрузки и давления до 1000 атм. Диагностика внутри канала затруднительна, методы её исследования существенно ограничены. Это связано как с большими тепловыми потоками в плазме (температуры достигают 50 кК), так и с тем, что плотная плазма оптически непрозрачна.

С помощью КРИС изучались плазмы текстолита Сз7Н47016; окиси иттрия Y203; а с помощью КРИЭ - плазма урана. Получаемая в разряде иттриевая плазма использовалась как модельное вещество для изучения свойств плотной плазмы тяжелых металлов при создании газофазного реактора.

Истекающая из канала струя капиллярного разряда представляет собой ярко светящееся плазменное образование, что позволяет выявлять особенности структуры струи по собственному излучению разных её областей, а также проводить спектроскопические исследования плазменных потоков. Трудности диагностики такой квазистационарной плазмы связаны с её неравновесностью.

С помощью скоростной фоторегистрации изучена эрозийная плазменная струя КРИС. Мы предлагаем использовать капиллярный разряд с испаряющейся стенкой (КРИС) со стержневыми электродами для определения оптических констант. В этом случае истекающая из канала струя отклоняется на 16-20°, что при отборе излучения позволяет исключить турбулентную зону струи в отличие от традиционно используемого для этих целей искрового разряда.

Получены в КРИС и проанализированы спектры плазмы текстолита, окиси иттрия, урана в диапазоне длин волн 400 - 600 нм. Во всех рассматриваемых спектрах отсутствуют линии атома кислорода.

По спектрам эрозийной струи определены значения энергий уровней второго иона иттрия. Энергии уровней, полученные в работе других авторов в d'2. искровом разряде, идентифицированы неверно в результате неоднозначности используемого машинного алгоритма.

Крешерным методом с учётом динамической поправки измерено давление внутри канала для разных его длин /= 1; 1.5; 2 см и неизменном диаметре 0.2 см. Получены СФР-граммы при разных диаметрах и длинах капилляра, дающие положение центрального скачка для плазмы текстолита. р

Подтверждена эмпирическая зависимость: отношение давлений -гю пропорционально квадрату расстояния до диска Маха, обезразмеренного делением на эффективный радиус центральной области струи, в которой плазму можно рассматривать как идеальную. В случае эрозионной плазменной струи КРИС, как и для широкого круга задач газодинамики, введение эффективного радиуса (а не полного радиуса канала) позволяет сохранить множитель, равный 2.4, который является коэффициентом для указанной зависимости.

С помощью фотометрирования СФР-граммы плазменной струи (денситограмм) подтверждено существование следующих за центральным скачком (диском Маха) температурных скачков: волны ионизации и волны диссоциации, предсказанных теорией.

В четвёртой главе рассматриваются радиационные процессы в стсшкновительной плазме.

В диапазоне длин волн 400 - 600 нм экспериментально определены (методом яркостных отношений) вероятности переходов 76 линий атома иттрия и 8 линий его первого иона.

Для массовых расчётов многоуровневой кинетики инертных газов, для построения матрицы фотопереходов необходимы сведения о большом числе вероятностей фотопереходов (-4000 для каждого газа). Расчёты оптических констант тяжелых инертных газов проводились в кулоновском приближении

Полученные в этой главе "коды" универсальны и могут быть использованы при решении различных задач наукоёмких технологий.

Пятая глава посвящена отдельным вопросам спектроскопии плазмы Хе.

При разработке мощных трубчатых ксеноновых газоразрядных импульсных и дуговых ламп с длительностями импульсов излучения в десятки и более микросекунд потребовались детальные сведения об излучательной способности ксеноновой плазмы

Проведены детальные расчёты коэффициента поглощения термически равновесной плазмы ксенона.

Изложен метод определения концентрации ионов по асимметрии линий.

В главе шесть анализируются результаты экспериментальной проверки и теоретических расчётов коэффициента поглощения плазмы тяжёлых элементов третьей группы, плазмы урана.

В заключении диссертации сформулированы выводы и даны некоторые практические рекомендации.

В приложения вынесены список обозначений (прилож.1), разделение результатов с соавторами (прилож.2), схемы уровней тяжёлых инертных газов (прилож.З), сечения и скорости возбуждения электронным ударом (прилож.4,5), дополнительные иллюстративные материалы по ширинам спектральных линий Хе (прилож.6).

Научная новизна работы заключается прежде всего в самой постановке задачи, положившей начало исследованиям по радиационной плазмостатике и спектроскопии метаравновесной плазмы.

В теоретическом плане:

1. Разработан новый алгоритм записи системы нелинейных стационарных кинетических уравнений, позволяющий без особых изменений вычислительных программ включать в рассмотрение разнообразные плазмохимические реакции РИД -процессов.

2. Впервые точно решена система нелинейных уравнений многоуровневой кинетики, связывающих оптические и кинетические параметры, характеризующие двухтемпературную плазму инертных лН газов в большом диапазоне значений концентраций электронов и плотности газа

3. .Рассмотрена столкновительно-излучательная модель двухтемпературной метаравновесной плазмы, позволяющая получать распределения возбуждённых состояний, рассматриваемые как базовые понятия спектроскопии неравновесной плазмы.

4. Впервые получены диаграммы метаравновесных состояний двухтемпературной плазмы Аг, Кг, Хе. На топологию диаграммы оказывает существенное влияние диссоциативная рекомбинация. Разные участки диаграммы соответствуют различным приближениям в определении компонентного состава. Один из участков относится к модели JITP и компонентный состав совпадает со значениями, вычисленными по формуле Саха-Больцмана. Второй характеризует столкновительно-излучательное метаравновесие (СИмР), третий -корональный предел.

5. Разработан комплекс вычислительных программ для расчётов коэффициентов поглощения термически равновесной, а также метаравновесной плазмы. С учётом детальной структуры уровней рассчитаны коэффициент поглощения и излучательная способность термически равновесной плазмы ксенона.

6. Рассчитаны нормализованные профили асимметричных атомных и ионных линий с использованием функции распределения микрополей по Куперу. Представлены зависимости отношений полуширин красной и синей частей контуров атомных и ионных линий от параметра асимметрии а . Предложен способ определения концентрации ионов по асимметрии контуров линий.

В экспериментальном плане:

1. Исследованы теплофизические и оптические характеристики плазмы элементов третьей группы в капиллярном разряде с испаряющейся стенкой. С помощью лазерной просветки измерен коэффициент поглощения плотной плазмы урана в этом разряде, экспериментально определённая величина находится в согласии с расчётной.

2. Детально изучены особенности РПД разряда. Впервые предлагается использовать сильноточный разряд в капилляре со стержневыми электродами для изучения оптических констант ионов низкой кратности, а также для спектроскопии молекулярных ионов.

3. По спектрам плазмы эрозийной струи КРИС определены значения энергий уровней второго иона иттрия S-, Р-, D-, F-, G- серий для главных чисел п<12. Методом яркостных отношений ("branching ratios") определены вероятности переходов атома Y и его первого иона.

Достоверность полученных результатов

Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в работе, являются обоснованными фактами, достоверность которых подтверждается следующим:

- использованием обоснованных математических моделей и методов;

- соблюдением правил составления и тестирования вычислительных алгоритмов и программ;

- анализом известных предельных случаев;

- сравнением экспериментальных и теоретических данных в собственных работах и в работах других авторов.

На защиту выносятся:

1. Плазмостатическая теория однокомпонентного газа и алгоритм решения системы нелинейных стационарных кинетических уравнений, позволяющий без особых изменений вычислительных программ включать в рассмотрение разнообразные плазмохимические реакции.

2. Диаграммы метаравновесных состояний Аг, Кг, Хе, устанавливающих однозначное соответствие между концентрацией электронов, плотностью газа и заданной температурой электронов (или ФРЭЭ).

3. Столкновительно-излучательная модель двухтемпературной метаравновесной плазмы, позволяющая получать распределения возбуждённых состояний, рассматриваемые как базовые понятия спектроскопии неравновесной плазмы.

4. Комплекс рассчитанных в кулоновском приближении данных, содержащий сведения о вероятностях радиационных переходов, сечений возбуждения электронным ударом, скоростей учитываемых плазмохимический реакций, констант квадратичного Штарк-эффекта тяжёлых инертных газов.

5. Расчёты нормализованных профилей асимметричных атомных и ионных линий с использованием функции распределения микрополей по Куперу. Зависимости отношений полуширин красной и синей частей контуров атомных и ионных линий от параметра асимметрии а . Метод определения концентрации ионов по асимметрии контуров линий.

6. Комплекс экспериментальных данных о спектрах излучения высокоэнтальпийных потоков плазмы окиси иттрия, получаемых в сильноточном разряде в капилляре. По спектрам плазмы эрозийной струи определены значения энергий уровней второго иона иттрия S-, Р-, D-, F-, G-серий для главных чисел п<12. Методом яркостных отношений ("branching ratios") определены вероятности переходов атома итгрия и его первого иона.

7. Экспериментальный анализ структуры эрозийной плазменной струи с использованием модельных веществ и экспериментальное подтверждение правильности расчётов коэффициента поглощения плотной плазмы урана

Практическая ценность

Развитые в работе спектроскопические методы неравновесной плазмы могут быть использованы широким кругом исследователей при разработках плазменных устройств, а также найти применения в диагностике газового разряда, диагностике низкотемпературной плазмы, в лазерной физике, в ряде отраслей химических технологий. i 7

Апробация работы.

Материалы, вошедшие в диссертацию, обсуждались и докладывались на следующих конференциях: 1-ая Всесоюзная конференция по спектроскопии низкотемпературной плазмы, 1973, г.Ленинград. 4-ая; 5-ая; 8-ая Всесоюзные конференции по физике низкотемпературной плазмы: 1975, г.Киев; 1979, г.Киев; 1991, г.Минск. 10-ое Сибирское совещание по спектроскопии, 1981, г.Томск. 8-ая; 10-ая; 11-ая Всесоюзные конференции по физике электронных и атомных столкновений: 1981, гЛенинград; 1989,г.Ужгород; 1991, г.Чебоксары. 19-ый Всесоюзный съезд по спектроскопии, 1983, г.Томск. 1-ый; 2-ой; 3-ий; 4-ый; 5-ый Всесоюзные (Межгосударственные) симпозиумы по радиационной плазмодинамике: 1989, п.Джан-Туган; 1991, п.Кацевели; 1994, Мое кв.обл., п.Лыткино; 1997, Москв.обл., п.Огниково; 2000, Москв.обл., п.Берёзовая роща. 4-ая; 6-ая; 7-ая; 8-ая; 9-ая Конференции по физике газового разряда: 1988, г.Махачкала; 1992, г.Казань; 1994, г.Самара; 1996, г.Рязань; 1998, г.Рязань. Всесоюзное совещание "Инверсная заселенность и генерация на переходах атомов и молекул", 1986, г.Томск. Рабочее совещание "Активные среды плазменных и газоразрядных лазеров", 1987, г.Гродно. Всесоюзный семинар "Процессы с участием возбужденных атомов", 1988, г.Ленинград. Всесоюзный семинар "Спектроскопия активных сред газоразрядных лазеров", 1989, п.Лохусалу (Эстония). 3-ий Всесоюзный семинар по атомной спектроскопии, 1992, Москв.обл. п.Черноголовка. 1-ый; 2-ой Всесоюзные семинары по динамике сильноточного дугового разряда в магнитном поле: 1990, г.Новосибирск; 1991, г.Новосибирск. Научно-координационная сессия "Исследования неидеальной плазмы" г.Москва, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1999 гг. 5-ая Российская конференция "Физика процессов в газоразрядной плазме", 1993, г.С-Пб. Физика и техника плазмы (Международная конференция), 1994, г.Минск. 2-ой Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии, 1995, г.Иваново. Всероссийская научно-практическая конференция "Высшая школа России и конверсия", 1993, г. Москва. Международная конференция "Физика и промышленность", 1996, Мое кв.обл.,п.Голи цыно. 2-ая Межреспубликанская .конференция "Оптические методы исследования потоков" , 1993, г.Новосибирск. 15-ая; 16-ая конференции "Фундаментальная атомная спектроскопия": 1997, Москв.обл., г.Звенигород; 1998, г.Москва. 8-ая Научная школа "Физика импульсных разрядов в конденсированных средах", 1997, г.Николаев (Украина). 1-ая; 2-ая; 3-я Международные конференции по неравновесным процессам в соплах и струях: 1995, г,Москва; 1998, С-Пб; 2000, Москв.обл., г.Истра. 1-ая; 2-ая; 3-я; 4-ая Международные конференции "Импульсные лазеры на переходах атомов и молекул", г,Томск: 1992, 1995, 1997, 1999. 2-ое Всероссийское совещание "Физика кластеров, кластеры в плазме и газах", 1996, Москв.обл., г,Пущино. 10-ый Юбилейный международный симпозиум "Актуальные проблемы механики сплошных и сыпучих сред", 1997, г.Москва. 10-ая Юбилейная международная конференция "Вычислительные механика и современные прикладные программные системы" 1999, Москв.обл., г.Переелавль-Залесский.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 322 страницах, включая 20 страниц приложений. Библиография - 250 назв. Рисунков -92. Таблиц - 55.

Текст каждой главы, а также параграфа предваряется краткой аннотацией. Нумерация формул производится внутри каждого параграфа.

Основные выводы

1. Разработана плазмостатическая теория однокомпонентного газа и алгоритм решения системы нелинейных стационарных кинетических уравнений, позволяющий без особых изменений вычислительных программ включать в рассмотрение разнообразные плазмохимические реакции.

2. В работе численным методом проведено решение системы нелинейных уравнений поуровневой кинетики, связывающих оптические и кинетические параметры, характеризующие двухтемпературную плазму инертных газов.

3. Для массовых расчётов вероятностей радиационных переходов и сечений возбуждения электронным ударом инертных газов сформирован банк данных на базе наших расчётов, проводимых в кулоновском приближении, а также из имеющихся литературных источников.

4. Впервые получены диаграммы метаравновесных состояний двухтемпературной плазмы Аг, Кг, Хе как результат решения стационарных нелинейных уравнений многооуровневой кинетики. Диссоциативная рекомбинация оказывает значительное влияние на рекомбинационный поток.

5. Показано, что реабсорбция УФ-линий, учитываемая с помощью параметра Бибермана-Холстейна, не оказывает значительного влияния на топологию диаграммы

6. Рассмотрена столкновительно-излучательная метаравновесной (СИмР) модель двухтемпературной плазмы, позволяющая получать распределения возбуждённых состояний (РВС), рассматриваемые как базовые понятия спектроскопии неравновесной плазмы. Характерной особенностью РВС, которые являются решениями стационарной системы уравнений многооуровневой кинетики и относятся к нетрадиционной области СИмР, являются ломанные распределения заселённостей уровней атома. Значения "температур" этих распределений подтверждены экспериментально в условиях стационарного дугового разряда в аргоне. Заселённости каждого из уровней инертных газов в зависимости от числа ядер при рассмотрении большого диапазона концентраций электронов группируются около наклонной прямой.

7. Разработан комплекс вычислительных программ для расчётов коэффициента поглощения термически равновесной, а также метаравновесной плазмы. С учётом детальной структуры уровней рассчитаны коэффициент поглощения и излучательная способность термически равновесной плазмы ксенона.

8. Рассчитаны нормализованные профили асимметричных атомных и ионных линий с использованием функции распределения микрополей по Куперу. Представлены зависимости отношений полуширин красной и синей частей контуров атомных и ионных линий от параметра асимметрии а . Предложен способ определения концентрации ионов по асимметрии линий.

9. Предложено использовать сильноточный разряд в капилляре со стержневыми электродами для изучения оптических констант ионов низкой кратности, а также молекулярных ионов. Для спектроскопии ионов низкой кратности такой источник удобен пространственным разделением разнотемпературных зон и турбулентной области. В этом типе разряда были получены спектры окиси иттрия плазмы КРИС в диапазоне длин волн 400 - 600 нм и идентифицированы линии. По спектрам плазмы эрозийной струи КРИС определены значения энергий уровней второго иона иттрия S-, Р-, D-, F-, G-серий для главных чисел п<12. Методом яркостных отношений ("branching ratios") определены вероятности переходов атома иттрия и его первого иона.

10. Приведены расчёты коэффициента поглощения термически равновесной плазмы окиси урана. Используя расчётные данные по спектральным коэффициентам поглощения, а также экспериментальные данные по определению яркостной температуры плазмы урана, из уравнения переноса получен профиль температуры в приторцевой области разряда, которая в центре разряда составляет Т=45 кК (при токе разряда 1=3.2 кА, диаметре капилляра 2.75 мм и его длине 10 мм). В результате выделена область практически с постоянной температурой, диаметр горячей зоны которой совпадает с

Заключение

Оптические методы диагностики несут богатейшую информацию о состоянии исследуемой плазмы, однако воспользоваться ею без развитых теоретических схем почти не удается. Трудности диагностики заставляют уточнять теоретические модели, совершенствовать алгоритмы расчёта и модернизировать постановку и обработку самого эксперимента.

В результате теоретических исследований, относящихся к стационарной нелинейной кинетики инертных газов, найден ранее не рассматриваемый класс решений, характеризуемый как нетрадиционная область СИмР (столкновительно-излучательного метаравновесия). Эти, на первый взгляд, "дополнительные" математические решения оказались необходимыми в физике двухтемпературной плазмы. Они позволили уточнить саму модель двухтемпературной плазмы инертных газов, осознать ряд её отличительных особенностей. Исследования в этом направлении следует продолжить: учесть атом-атомные взаимодействия; записать систему уравнений для многокомпонентной смеси и др.

В диссертационной работе рассмотрены плазмостатическая теория однокомпонентного газа и предложен ряд методик, относящийся к спектроскопии плазменных устройств.

1. Брушлинская О.Б., Земцов Ю.К., Скороход Е.П. К расчёту спектров фотопоглощения сложных атомов. // ЖПС, 1974, т.21, вып.1, с. 183.

2. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Непрерывный спектр излучения низкотемпературной ксеноновой плазмы. .// Опт. и спектроск., 1975, т.38, вып.З, с.440 442.

3. Marinov I.V., Skorokhod Е.Р., Zemtsov Yu.K. Deviation from Boltzmann Population of Xel Levels. // Proc. 13 Int.Conf. Phen. In Ioniz. Gases, 1977, Berlin, part 2, p.485-486.

4. Годунов АЛ., Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Линейчатый спектр Xel.// 5-ая Всесоюзная конференция по физике низкотемпературной плазмы, 1979, Киев, часть 1, с. 187.

5. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Скорости возбуждения уровней атома ксенона электронным ударом. // Деп. в ВИНИТИ, 1980, № 405-80, 106 с.

6. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Непрерывный спектр излучения ксеноновой плазмы. //Деп. в ВИНИТИ, 1980, № 2404-80, 123 с.

7. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Силы осцилляторов переходов между возбужденными состояниями атома ксенона. // Деп. в ВИНИТИ, 1980, №2403-80, 52 с.

8. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Константы уширения спектральных линий атома ксенона. // Деп. в ВИНИТИ, 1981, № 3575-81, 40 с.

9. Скороход Е.П., Земцов Ю.К. Уширение спектральных линий ксеноновой плазмы. //Деп. в ВИНИТИ, 1981, № 3574-81, 65 с.

10. Земцов Ю.К., Скороход Е.П . Уширение спектральных линий нейтральных атомов как функция расстройки частоты. // XIX Всесоюзный съезд по спектроскопии, 1983, Томск, часть 1, с.265.

11. Скороход Е.П. Оптические свойства низкотемпературной ксеноновой плазмы. Диссертация кндид. ф.м.н, 1983, МГУ, 185 с.

12. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Сечения возбуждения электронным ударом атома Xel. // Деп. в ВИНИТИ, 1985, № 4594-85, 31 с.

13. Годунов А.Л., Земцов Ю.К., Карчевский В.Е., Скороход Е.П. Расчёт сил осцилляторов и вероятностей переходов иона ксенона ХеП .// Деп. в ВИНИТИ, 1985, №4593-85, 93 с.

14. Земцов Ю.К., Скороход Е.П. Оптические свойства ксеноновой плазмы. Силы осцилляторов и вероятности переходов Xel. // В Межвузовском сб. Элементарные процессы при столкновениях атомных и молекулярных частиц. 1987, Чебоксары, с. 18-27.

15. Киселёв А.Г., Скороход Е.П. О кинетике элементарных процессов в низкотемпературной плазме, содержащей Xel. // Вестник Московского унта, 1988, т.29, сер.З, вып.З, с.99.

16. Намиот В.А., Скороход Е.П. Ридберговские атомы и получение мононаправленных электронов. // Вестник Московского ун-та, 1989, т.ЗО, сер.З, вып.1, с. 10.

17. Киселёв А.Г., Скороход Е.П. Диаграммы состояний ксеноновой плазмы. // В Межвузовском сб. Горение и электродинамические явления. Чебоксары, 1990, с. 104-110.

18. Решетникова О.Ф., Скороход Е.П., Борисов Е.К. Спектроскопические характеристики импульсной эрозийной струи КРИС. // 2-ой Всесоюзный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: Из-во МГТУ, 1991, часть 1, с.65-66.

19. Киселёв А.Г., Скороход Е.П. Определение концентрации электронов в струе плазмотрона с учётом диаграмм состояний. // 2-ой Всесоюзный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: Из-во МГТУ, 1991, часть 3, с.8-9.

20. Решетникова О.Ф., Скороход Е.П., Тюрин В Д. Определение вероятностей переходов атома итгрия и его первого иона в плазме и струях капиллярного разряда с испаряющейся стенкой.// Деп. в ВИНИТИ, 1991, 08.05.91, №4686-В91; 53 с.

21. Скороход Е.П., Решетникова О.Ф., Тюрин В Д. Определение сил осцилляторов линий атома итгрия. // 9-ая Всесоюзная конференция по физике электронных и атомных столкновений. Чебоксары, 1991, с. 139.

22. Решетникова О.Ф., Скороход Е.П. Нормализованные штарковские профили асимметричных ионных линий. // Опт. и спектроск., 1993, т.74, вып. 2, с.237-241.

23. Решетникова О.Ф., Скороход Е.П., Тюрин В Д. Определение концентрации электронов по нормализованным асимметричным линиям однократно заряженного иона. // Опт. и спектроск., 1993, т.74, вып. 2, с. 233-236.

24. Скороход Е.П., Ананьев А.Ф., Борисов Е.К. Спектроскопия эрозийной плазменной струи. //Теплофизика и аэромеханика, 1994, т.1, № 3, с.205-213.

25. Скороход Е.П., Борисов Е.К., Гаврилова А.Ю. Модель столкновительно-излучательного равновесия плазмы разряда благородных газов и КРИС. // 7-ая конференция по физике газового разряда. Самара, 1994, часть 1, с. 167-169.

26. Скороход Е.П., Борисов Е.К., Климов А.В. Лазерная диагностика плотной плазмы сильноточного разряда. // Материалы международной конференции Физика и техника плазмы. Минск, 1994, часть 1, с. 442-443.

27. Борисов Е.К., Скороход Е.П.,Шариков И.В., Ковальская Г.А. Столкновительно-излучательная модель в плазме сильноточного разряда. //Материалы международной конференции Физика и техника плазмы. Минск, 1994, часть 2, с. 58-59.

28. Гаврилова А.Ю., Киселёв А.Г., Скороход Е.П. Влияние реабсорбции УФ-линий на диаграммы электронных состояний благородных газов. // 3-ий Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: Из-во Инженер, 1994, с. 116-117.

29. Борисов Е.К., Климов А.В., Кипаренко Г.Ф., Скороход Е.П., Шариков И.В. Неравновесная струя сильноточного разряда в капилляре и молекулярные спектры. // 2-ой Международный симпозиум по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново, 1995, с. 380-382.

30. Скороход Е.П., Борисов Е.К, Климов А.В., Лаппо Г.Б., Тюрин В.Д. Предельные концентрации электронов, проводимость и коэффициент поглощения в КРИС. // Физика низкотемпературной плазмы. Материалы конференции. Петрозаводск, 1995, часть 1, с. 123-124.

31. Borisov Е.К., Skorokhod Е.Р., Sharikov I. V. Structure of an erosive plasma jet. // 1-st International conference on nonequilibrium processes in nozzles and jet. M.: MAI, 1995, p. 38-39.

32. Гаврилова А.Ю., Киселёв А.Г., Скороход Е.П., Станишевская М.Е. Столкновительно-излучательное равновесие в плазме благородных газов. // Мат. Моделирование, 1996, т.8, вып.6, с. 103-108.

33. Шариков И.В., Климов А.В., Скороход Е.П. Газодинамический режим капиллярного разря.да с испаряющейся стенкой. // Юбилейный международный симпозиум Актуальные проблемы механики сплошных и сыпучих сред. М.: Из-во МАИ, 1997, с. 135-136.

34. Борисов Е.К., Скороход Е.П., Шариков И.В. Структура сверхзвуковой эрозийной плазменной струи. // Известия академии наук. Механика жидкости и газа, 1997, вып.1, с. 181-185.

35. Гаврилова А.Ю., Киселёв А.Г., Скороход Е.П. Особенности кинетики благородных газов. // 4-ый Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: Из-во Mi ТУ, 1997, с. 158-159.

36. Шариков И.В., Климов А.В., Скороход Е.П. Ударная волна и замороженная плазма в струе, истекающей из канала сильноточного разряда, // 4-ый Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: Из-во МГТУ, 1997, с. 47-48.

37. Решетникова О.Ф., Скороход Е.П., Кременцова Ю.Н., Шариков И.В. Квазиравновесие в эрозийной плазменной струе сильноточного разряда в капилляре. // 2-ая Международная конференция по неравновексным процессам в соплах и струях. С.-бП., 1998, с. 106-107.

38. Гаврилова А.Ю., Киселёв А.Г., Решетникова О.Ф., Скороход Е.П. Распределение возбужденных состояний в не-ЛТР-овской плазме. // 16-ая конференция Фундаментальная атомная спектроскопия. 1998, с.37-38.

39. Гаврилова А.Ю., Киселёв А.Г., Скороход ЕМ. и др. Метаравновесие и эрозийная плазменная струя сильноточного разряда в капилляре. // Мат. Моделирование, 1999, т.11, вып.6, с. 31-38.

40. Решетникова О.Ф., Скороход ЕМ. Энергии уровней второго иона иттрия. // Опт. и спектроск., 1999, т.87, вып.2, с. 188-193.

41. Решетникова О.Ф., Скороход ЕМ. Вероятности переходов атома итгрия и его первого иона в плазме струи сильноточного разряда. // Опт. и спектроск., 1999, т.87, вып.6, с. 911-915.

42. Скалинский А.Ю., Скороход ЕМ., Гаврилова А.Ю., Киселёв А.Г. Поиск квазиравновесных состояний плазмы ионизированного одноатомного газа путём решения системы нелинейных кинетических уравнений. // Мат. Моделирование, 2000, т.12,№ 5, с. 119-122.

43. Шариков И.В., Климов А.В., Скороход ЕЛ. Давление плотной плазмы КРИС и эрозийная плазменная струя. // 5-ый Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: 2000, с. 163-164.

44. Долгих Е.Г., Скалинский А.Ю. Скороход Е.П., Гаврилова А.Ю., Киселев А.Г. Степени ионизации и заселенности метаравновесной плазмы аргона. // 5-ый Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: 2000, с. 156-158.

45. Скороход ЕЛ. Метаравновесная квазистационарная плазма. // 5-ый Межгосударственный симпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: 2000, с. 26.

46. Борисов Е.К., Решетникова О Ф., Скороход ЕЛ., Шариков И.В. Состав, степень ионизации и давление в плазме окиси иттрия в КРИС. /У 5-ый Межгосударственный симпозиум но радиационной плазмодинамике. М.:2000, с. 160-161.

47. Скороход Е П., Кули-заде М. Е., Гаврилова А. Ю., Киселев А. Г. О формировании профилей линий ксенона. // Оптика атмосферы и океана,2001, т.14, № 11, с.1-6.;

48. Гаврилова А. Ю., Киселёв А.Г., Скороход ЕЛ. Неравновесиостъ двухтемпературной плазмы, обусловленная диссоциативной рекомбинацией. // 3-я Международная конференция по неравновесным процессам в соплах и струях. М.: МАИ, 2000, с. 94-95.

49. Долгих Е.Г., Скороход ЕЛ., Борисов Е.К. Оптические свойства неравновесной двухтемпературной плазмы инертных газов. // 3-я Международная конференция по неравновесным процессам в соплах и струях. М.: МАИ, 2000, с. 154-155.

50. Скороход ЕЛ., Гаврилова А.Ю., Киселев А.Г. и др. Распределения возбужденных атомов в неравновесной плазме благородных газов. И Оптика атмосферы и океана, 2000, т. 13, № 3, с. 276-279.

51. Скороход ЕЛ., Киселёв А.Г. Радиационная плазмостатика. Неравное есность двухтемпературной плазмы, обусловленнаядиссоциативной рекомбинацией. // Мат. Моделирование, 2001, т. 13, №7, с. 17-20.

52. Днестровский Ю.Н., Костомаров Д-П. Математическое моделирование плазмы. М.: Наука, 1982,320 с.

53. Бейтман Г. МГД неустойчивости. М.: Энергоиздат, 1982, 200 е.

54. Полак Л. С., Гольденберг М.Я., Левицкий А. А. Вычислительные методы в химической кинетике. М.: Наука, 1984, 280 е.

55. Силин В.П. Введение в кинетическую теорию газов. М. 1971.

56. Синкевич О.А., Стаханов И.П. Физика плазмы. Стационарные процессы в частично ионизованном газе. М.: Высшая школа, 1991, 191 с.

57. Грязное В.К., Иосилевский И.Л., Красников Ю.Г. и др. Теплофизические свойства рабочих сред газофазного ядерного реактора. М.: Атомиздат, 1980, 304 с.

58. Майков В.П. Расширенная версия классической термодинамики физика дискретного пространства. М.: Московский гос. ун-т инженерной экологии, 1997, 160 с.

59. Термодинамические и оптические свойства ионизированных газов при температурах до 100 эВ. // Справочник под ред. Протасова Ю.С. М.: Энергоатомиздат,1988, 192 с.

60. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Наука, 1979, 583 с.

61. Рыдалевская М.А. Статистический и кинетический подход в физико-химической газодинамике. Диссертация доктр.ф.м.н.,1997, С-Пб. 314 с.

62. Биберман Л.М., Воробьёв В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982, 375 с.

63. Грим Г. Спектроскопия плазмы. М.: Атомиздат, 1969, 452 с.

64. Оптические свойства горячего воздуха. // Авилова Н.В., Биберман JIM., Воробьёв B.C. и др. М.: Наука, 1971, 387 с.

65. Радиационные свойства газов при высоких температурах. // Каменщиков В А., и др. М.: Машиностроение, 1971, 366 с.

66. Биберман Л.М., Норман Г.Э., Непрерывные спектры атомарных газов и плазмы. //УФН, 1967, т.91, вып. 2, с. 193 -246.

67. Трухан Е.П. Расчёт состава многокомпонентной равновесной плазмы. // ДАН БССР, 1968, т. 12, вып.5, с. 409 411.

68. Бакеев А.А., Ровинский Р.Е., Широкова П.О. О поглощении излучения в ксеноновой плазме.// Опт. и спектроск., 1969, т. 17, с. 215 217.

69. Мс Whirter KW.P, Hearn A.G. A calculation of the instantaneous population densities of the excited levels of H-like ions in a plasma. // Proc. Phys. Soc. 1963, v.82, p. 641-645.л

70. Vlcek J. A collisional-radiative model applicable to argon discharges over a wide range of conditions. I: Formulation and basic data. // J. Phys. D: Appl. Phys., 1989, v. 22, p. 623-631.A

71. Vlcek J. and Pelican V. A collisional-radiative model applicable to argon discharges over a wide range of conditions. Ill: Application to atmospheric and subatmospheric pressure arcs. // J. Phys.D: Appl. Phys. 1990 v.23, p. 526 -532.л

72. Vlcek J. and Pelican V. A collisional-radiative model applicable to argon discharges over a wide range of conditions. IV: Application to inductively coupled plasmas. // J. Phys.D: Appl. Phys. 1991, v.24, p. 309-317.

73. Методы исследования плазмы (под ред. Лохте-Хольтгревена В.). М.: Мир, 1971,552 с.

74. Диагностика плазмы (под ред. Хаддлстоуна Р., Леонарда С.). М.: Мир, 1967,515 с.

75. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М: Наука, 1966, 686 с.

76. Калиткин Н.Н., Миронов A.M., Ритус И.В. Ионизационное равновесие с учётом вырожденных электронов. // Препринт ин-та Прикладной математики им. М.В.Келдыша АН СССР, 1983, № 155, 27 с.

77. Широков П. Д. Приближенные и численные методы расчёта состава равновесной плазмы. // Ж. вычисл. матем. и матем. физики, 1984, т.24, № 9, с. 1372-1380.

78. Широков П.Д. Модели ионизационного равновесия, разрешимые явно. // Препринт ин-та Прикладной математики им.М.В.Келдыша АН СССР, 1987, № 131, 14 с.

79. Грязное В.К., Иосилевский И. Л. и др. II В сб. Теплофизические свойства низкотемпературной плазмы (под ред. В.М.Иевлева). М.: Наука, 1976, с.25-30

80. Moore Ch.E. Atomic Energy Levels. Washington, Nat. Bureau Stand., v.l-1949, v.2 -1952, v.3 1958, v.4 - 1978.

81. Зельдович Я.Б. Доказательство единственности решения уравнений закона действующих масс. // ЖФХ, 1938, т. 11, № 5, с.685-687.

82. Аблеков В.К., Калашников Г.Н., Козлов Н.П. и др. Расчёт состава плотных многокомпонентных плазм. // В сб. Теплофизические свойства низкотемпературной плазмы (под ред. В.М.Иевлева). М.: Наука, 1976, с.35-38.

83. Ковальская Г. А., Севастьяненко В.Г. Равновесные свойства низкотемпературной плазмы. // В сб. Свойства низкотемпературной плазмы и методы её диагностики. Новосибирск: Наука, 1977, с. 11-37.

84. Колесников В.Н. Модели равновесных состояний плазмы. // В сб. Свойства низкотемпературной плазмы и методы её диагностики. Новосибирск: Наука, 1977, с.5-11.

85. Гаврилов В.Е., Гаврилова Т.В., Фортов В.Е. Рекомбинационно-тормозное излучение плотной низкотемпературной плазмы ксенона и аргона. // ТВТ, 1990, т.28, № 4, с.625-628.

86. Ковальская Г.А., Севастьяненко В.Г. Состав и термодинамические свойства плазмы, // В сб. Физическая кинетика. Новосибирск, 1974, с. 1-3 8. (Аэрофизические исследования, Труды ИТПМ, вып.4).

87. Семиохин И. А. Элементарные процессы в низкотемпературной плазме М.: Из-во Московского университета, 1988, 174 с.

88. Романов Г.С., Степанов K.JI., Станчиц JI.K. Теплофизические свойства и спектральные параметры излучения многозарядной неравновесной плазмы. // ЖПС, 1991, т.54, № 5, с.825-832.

89. Романов Г.С., Степанов K.JI., Станчиц JI.K. Влияние реабсорбции излучения в линиях на кинетические характеристики неравновесной плазмы. // Препринт ин-та тепло- и массообмена им.АВ.Лыкова АН БССР, Минск, 1994, № 3, 37 с.

90. Сыцько Ю.И., Яковленко С.И. Кинетика переохлаждённой плазмы, создаваемая электронным пучком. // Препринт ИАЭ им.И.В.Курчатова, М., 1974, ИАЭ-2424, 20 с.

91. Карлашов А.В., Коршунов О.В. Модель квазистационарной "пучковой" плазмы тяжёлых инертных газов. // ТВТ, 1981, т. 19, вып.4, с.709-719 (часть 1); ТВТ.1982,т.20, вып.5, с.332-341 (часгь2).

92. Середа О.В., Тарасенко В.Ф., Фадеев А.В., Яковленко С.И. Мощные ИК-лазеры на переходах атома Хе 1 (обзор). // Квантовая электроника, 1993, т.20, № 6, с.535-557.

93. Карелин А.В. Кинетика лазерных активных сред на переходах атомов и ионов с накачкой жёстким ионизатором. Диссертация доктор.ф.м.н. М. ИОФАН, 1999, 301 с.

94. Янчарина А.М. Спектроскопия переохлаждённой плазмы и плазменные лазеры. Диссертация доктор.ф.м.н. ТомскД995, 305 с.

95. Колоколов Н.Б., Благоев А.Б. Процессы ионизации и тушения возбуждённых атомов с образованием быстрых электронов. // УФН, 1993, т. 163, № 3, с.55-77.

96. Lauton S.A., Richards J.В., Newman L.A. at alL The high-pressure neutral infrared Xe laser. // J.of Appl. Phys. 1979, v.50, № 6, p. 3888-3898.

97. Лукьянова A.B. Численное моделирование плазмохимических процессов в газовых разрядах низкого давления. Диссертация кандид.ф.м.н. М. МГУ. 1991,129 с

98. Держиев В.И., Жидков А.Г., Яковленко С.И. Излучение ионов в неравновесной плотной плазме. М.: Энергоиздат, 1986, 159 с.

99. Камруков А.С., КозловН.П., Опекал А.Г. и др. Рекомбинационный лазер на атомарном ксеноне с возбуждением тепловым ионизирующим излучением МПК-разряда. // Квантовая электроника, 1989, т. 16, № 7,с. 1333 1345.

100. Яковленко С.И. Сполкновительно-излучательные явления. М.: Атомиздат, 1984, 208 с.

101. Каган Ю.М., Лягушенко Р.И., Хахаев АД. О возбуждении инертных газов в положительном столбе разряда при средних давлениях. II Аргон. // Опт. и спектроск. 1963, т. 15.с. 13-17.

102. Справочник констант элементарных процессов с участием атомов, ионов, электронов, фотонов, С-Пб.: Из-во С-Петербургского ун-та, 1994, 336 с.

103. Ключарёв А.Н., Янсон МЛ. Элементарные процессы в плазме щелочных металлов. М.: Энергоатомиздат, 1988, 222 с.

104. Ваулин Е.П., Кирюшкина М.В., Гутикова Н.В. Математическое моделирование процессов в полых катодах с использованием интегральных уравнений // Мат. Моделирование, 1996, т.8, № 6, с.95-102.

105. Гудзенко Л.И., Яковленко С.И. Плазменные лазеры. М.: Атомиздат, 1978, 256 с.

106. Bates D.R., Kingston A.E. and McWhirter К W.P. Recombination between electron and atomic ions (Optically thin plasmas). //Proc. R. Soc., 1962, v. A 267, p.297-301.

107. Drawin H. W. and Emard F. Atom-atom excitation and ionization in shock waves of the noble gases. // Phys. Lett., 1973, V.43A, p.333-335.

108. Cacciatore M, CapitelliM. Population densities and ionization coefficients of fast transient hydrogen plasmas. // Z. Naturforsch A, b.30 A, № 1, p.48-54; CacciatoreM., CapitelliM., DrawinНЖ //Physica, 1976, v. C84, p.267-271.

109. Van der Mullen J.J.A.M., van der Sijde В., Schran D.C. Experimental evidence for the complete saturation phase in the argon neutral system. //Phys. Lett., 1980, V.79A, p.51-57.

110. Van der Mullen J.J.A.M., van der Sijde В., Schran D.C. An analytical excitation model for an ionizing plasma. //Phys. Lett., 1983, v. 96A, p.239-242.

111. Полак JI.C., Словецкий Д.И. Диссоциативная рекомбинация молекулярных ионов с электронами.// Экспериментальные и теоретические исследования неравновесных физико-химических процессов./Под ред. Л.С.Полака. М., 1974, т.1 с.100-140.

112. Вайнштейн Л.А., Собельман И.И., Юное Е.А. Сечения возбуждения атомов и ионов электронами. М.: Наука, 1973, 143 с.

113. Гаврилова А.Ю. Диаграммы метаравновесных состояний плазменных потоков благородных газов. Диссертация к.ф.м.н. М. МАИ, 1999, 154 с.

114. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Физматгиз, 1963, 463 с.

115. Питаевский Л. П. Рекомбинация электронов в одноатомном газе. // ЖЭТФ, 1962, т.42, № 5, с. 1326-1329.

116. Физические величины, справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.

117. Иванов В. А. Спектроскопическое исследование диссоциативной рекомбинации молекулярных ионов Хе2+.// Опт. и спектроск. 1987, т.63, № 3, с.490-493.

118. Иванов В. А. Распадающая плазма с молекулярными ионами. // Химия плазмы. Вып. 13. Под ред Б.М.Смирнова. М. 1987, с.74-114.

119. Иванов В.А., Макасюк И.В. Спектроскопическое исследование диссоциативной рекомбинации молекулярных ионов Аг2+ и электронов. // ЖПСД988, т.49, № 3, с.407-412.

120. Грим Г. Уширение спектральных линий в плазме. М.: Мир, 1978, 491 с.

121. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука. 1969, 824 с.

122. Лукьянов Г.А. Сверхзвуковые струи плазмы. JL: Машиностроение. 1985, 264 с.

123. Авраменко Р.Ф., Николаева В.И., Поскачеева Л.П. Энергоёмкие плазменные образования, инициируемые эрозийным разрядом лабораторный аналог шаровой молнии. // Шаровая молния в лаборатории М.: Химия. 1994, с. 15-65.

124. Ван-ДайкМ. Альбом течений жидкости и газа. М.: Мир. 1986, 181 с.

125. Басов Н.Г., Захаренков Ю.А., Зорев Н.Н. и др. Нагрев и сжатие термоядерных мишеней, облучаемых лазером. // Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника. М.: ВИНИТИ, 1982, т.26, ч.1, 303 с.

126. Bayлин Е.П., Одинцова Г.А. Диагностика плазменных струй инертных газов спектроскопическими методами. // Генераторы низкотемпературной плазмы. М.: Энергия. 1969, с.446-454.

127. Bay лин Е.П., Феоктистов Л.В., Ярошенко Л.М. Исследование параметров сверхзвуковых потоков газовых смесей. // Исследования по теоретической и прикладной физике. Тр.МАИ.1974, вып.290, с.87-94.

128. Огурцова Н.Н., Подмошенский И.В., Шелемина В.М. Характеристики плазменной струи мощного капиллярного разряда. // Опт. и спектроск. 1963, т. 15, вып.6, с.743-746.

129. Белое С.Н., Огурцова Н.Н., Подмошенский И.В. Оптические исследования развития плазменной струи капиллярного разряда. // ЖПС, 1975,т.21, вып.З, с.396-401.

130. Anderson J.A. Spectral energy distribution of the high-current vacuum tube. 11 Astrophys. J., 1932, v.75, p.394-396.

131. Калашников E.B. Динамика и излучение эрозийной струи диафрагменного разряда. // Диссертация кндид. ф.м.н, 1993, С-Пб, ГОИ, 200 с.

132. Окунев В.Е., Павлюкевич Н.В., Романов Г.С., Сметанников А.С.

133. Численное моделирование динамики эрозийной плазмы мощных электрических разрядов .// Препринт № 7, Минск, АНБССР, Ин-т тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова, 1984, ч.2, 37 с.

134. Смирнов B.JI. Исследование неидеальной плазмы в условиях капиллярного разряда. Диссертация кандид. ф.м.н. JI. ГОИ, 1979, 209 с.

135. Крист С., Шерман П., Гласс Д. Ракетная техника и космонавтика, 1966, т.4, № 1, с.87-92.

136. Шаровая молния в лаборатории М.: ХимияД994, 256 с.

137. Стриганов А.Р., Светницкий Н.С. Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов. М.: Атомиздат,1966, 899 с

138. Pitts RE., Newson G.H. Shock tube measurements of YI and YII oscillator strengths. 11 J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 1986, v.35, p.383-391.

139. Hannaford P., Lowe R.M., Grevesse N. Oscillator strengths for YI and YII and solar abundance of yttrium. 11 Astrophys J., 1982, v.261, p.736-746.

140. Курсиков А.А., Ершов-Павлов E.A., Чвялева Л.В. Диагностика неоднородной низкотемпературной плазмы с помощью "метода локализации". // Препринт № 589, Ин-т физики АН БССР, Минск, 1980, 23 с.

141. Ершов-Павлов ЕЛ., Степанов K.JI. Формирование линейчатого спектра в излучении неоднородных объёмов плазмы. // Препринт № 8, Инт молекулярной и атомной физики. Минск, 2000,18 с.

142. Epstein G.L, Rider J . Spectrum of doubly ionized yttrium. // J.Opt. Soc. Amer., 1975, v.65, № 3, p.310-314.

143. Lingard A., Nielsen S.E. Transition probabilities for the alkali isoelectronic sequences Li I-Fr I.// Atomic data and nuclear data tables. 1977, v. 19, p.533-633.

144. Решетникова О.Ф. Оптические свойства итгриевой плазмы сверхзвуковой эрозийной импульсной струи. Диссертация кндид. ф.м.н, М.: МАИ, 1997, 174 с.

145. Вайнштейн JI.A., Собельман И.И., Юков Е.А. Возбуждение атомов и уширение спектральных линий. М.: Наука, 1979, 319 с.

146. БурееваЛЛ., Лисица B.C. Возмущенный атом. М.: Издат, 1997, 464 с.

147. Никитин Е.Е., Смирнов Б.М. Атомно-молекулярные процессы. М.: Наука, 1988, 304 с.

148. Груздев П. Ф. Вероятности переходов и радиационные времена жизни уровней атомов и ионов. М.: Энергоатомиздат, 1990, 223 с.

149. Fuhr J.R., Miller B.J., Martin G.A. Bibliography on atomic transition probabilities (1914-1974). Washington, NBS,1978.lib. Miller B.J., Furh J.R., Martin G.A. Bibliography on atomic transition probabilities (1977 1980). Washington, NBS,1980

150. Wiese W.L., Smith M.W., Glennon B.M. Atomic transition probabilities. Washington, NBS, 1966, v.l, 1969, v.2

151. БекефиДж. Радиационные процессы в плазме. М.: Мир, 1971, 438 с.

152. Dixon F.J., Harrison M.F.A., Smith А.С.Н. Ionization of metastable rare gases atoms by electron impact. //The Papers of VIII ICPEAC, 1973, v.l, p.405.

153. Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М.: Наука, 1977.

154. Burgess A., Seaton М. A general formula for the calculation of atomic photo-ionization cross section. // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1960, v.120, p.121-133; Rev. Mod. Phys., 1958, v.3, p.992-999.

155. Edlen В. Theory of atomic structure.// Handbuch der Physik. 1964, 27/1, p.80-124.

156. Горчаков Л.В., Филимонова Н.Ю. Наложение конфигураций в спектре ксенона. //Деп. в ВИНИТИ. Томск, 1974, № 3907-76, 5 с.

157. Логинов А.В. Радиационные времена жизни уровней в спектрах атомов инертных газов и изоэлектронных ионов. Диссертация кандид.ф.м.н. .Л. ГОИ. 1975.

158. Bates D.R, Damgaard A. The calculation of the absolute strengths of spectral lines. //Philos.Trans.Roy.Soc. Lond, 1949, V.A242, (N 842) p. 101-122.

159. Горчаков Л.В., Дёмкин В.П., Муравьёв И.И., Янчарина A.M. Излучение атомов инертных газов в электрических полях. Томск, 1984, 167 с.

160. Aymar М. Etude theorique des probabilities de transitions et des interactions de configurations proches dans les spectres des gas rares. // Physica, 1972, v. 57, p.178-190.

161. Левинсон И.Б., Никитин A.A. .Руководство по теоретическому вычислению интенсивностей линий в атомных спектрах. Л.: Изд-во ЛГУ, 1962, 359 с

162. WilkinsonP.G. Oscillator strengths of the resonance lines of the rare gases. I I J.Quant. Spectr.Radiat.Transf.,1966, v.6, p.823-828.

163. Aymar M., Crance M., Klapisch M. Results of the parametric potential method to rare gases. // J. Phys., 1970, v.31, p. 141-147.

164. Anderson D.E. Lifetimes of the (5p56s) xPi and ^ states of xenon. // Phys. Rev., 1965, v. A 137, p.21-23.

165. Griffin P.M., Hutcherson J. W. Oscillator strengths of the resonance lines of KrandXe.//J. Opt. Soc. Amer., 1969, v.59, p.1607-1613.

166. Miller M.H., Roig R.A. Transition probabilities of Xel and Xell. // Phys. Rev., 1973,v. A8, p.480-483.

167. Geiger J. Oscillator strengths of the low-lying resonance lines s4, s2 of the rare gas atoms. // Phys. Letters, 1970, v. A33, p.351-355.

168. Dow J.D., Knox R.S. Excited-state wave functions, excitation energies and oscillator strengths for Kr and Xe. // Phys. Rev., 1966, v. 152, p.50-53.

169. Wieme W., Mortier P. Oscillator strengths of the resonance lines of Xe. //Physica, 1973, v.65, p. 198-202.

170. Смирнов Б.М. Физика слабоионизованного газа. М.: Наука, 1978, 416 с.

171. Chenevier М., Moskovits Р.Л. Mesures par resonance magnetique de durees de vie et de facteurs de Lande de nivedux excites d'atomes Ar et Xe. // J. Phys., 1974, v.35, p.401-409.

172. Allen L., Jones D.G., Schofield D.G. Radiative lifetimes and collisional cross-section for Xel, Xell. // J. Opt. Soc. Amer., 1969, v.59, p.842-845.

173. Jimenez E., Campos J., Sanchez C. Radiative lifetimes of some levels of Xel and Xell. // J. Opt. Soc. Amer. 1974, v. 64, p.1009-1013.

174. Веролайнен Я.Ф., Ошерович АЛ. Времена жизни некоторых уровней Хе. // Опт. и спектроск., 1969, т.27, № 1, с. 31-33.

175. HussonX., Margerie J., Hanle effect of 2p3, 2p6, 2p7, 2p8, 2p9, 3p8 levels of Xel. //Opt. Communs,1972, v.5, p. 139-145.

176. Chenevier M .Mesure par resonance magnetique de durees de vie et des facteurs de Lande des niveaux du Xe. // Compt. Rend, 1969, v. В 268, p. 11791182.

177. Davis C.C, King T.A. Upper level lifetimes of high-gain laser transitions in Xe. //Phys. Letters, 1972,v. A39,p.l86-189.

178. Chen C.J., Garstang R.H. Noton transition probabilities for Xel. // J.Quant. Spectr.Radiat.Transf., 1970, v.10, p.1347-1354.

179. Чащина Г.И., Шрейдер Я.Е. Определение сил осцилляторов резонансных линий ксенона. // Опт. и спектроск., 1966, т.20, с.511-513.

180. Aymar М, Coulombe М. Theoretical transition probabilities and lifetimes in Kr I and Xe I. // Atom. Data Nucl. Data Tabl, 1978, v.21, N 6, p.537-566.

181. Каримов P.Г., Климкин B.M. Радиационные времена жизни и вероятности переходов Xel и Xell. //Изв.ВУЗов, физика, 1971, т.З, с.25-29.

182. Andersen Т., Ramanujam P.S., Bakk K. Lifetime of excited states in Y I, Y II and Zr I by beam-foil and beam-sputtering excitation. // Astrophys. J. 1978, v.233, p.344-349.

183. Cordon B.I., Parkinson W.H., Tomkins F.S. Oscillator strengths of neutral yttrium (Y I) from hook-method measurements in furnace. // J. Opt. Soc.Amer.,1980, v.70, p. 1372-1375-1378.

184. Pironello V. and Strazulla G. Theoretical oscillator strengths of Y II and Zr II. // Astrophys. Space Sci.,1980, v.72, p.55-59.

185. Корлисс Ч., Бозман У. Вероятности переходов и силы осцилляторов 70 элементов. М.: Мир, 1968, 562 с.

186. Hannaford P. and Lowe R.M. New atomic lifetime results for some levels of neutral yttrium. // J. Phys. ВД982, v.15, p.65-68.

187. Biemont E., Grevesse N. et alt Oscillator strengths for Zrl, Zrll and new determination of solar abundance of Zr. // Astrophys. J., 1981, v.248, p867-873.

188. Krueger Т.К. et all. Determination of transition probabilities by Hartree-Fock method. // Astrophys. J., 1968, v. 152, p.765-770.

189. СойерР. Экспериментальная спектроскопия. M.: ИЛ, 1953, 365 с.

190. Moore Ch.E. Ionization potentials and limits derived from analyses of optical spectra. 1970,N.B.S.(US), NSRDS-NBS34.

191. Borge M.J.G., Campos J. Transition probabilities for lines arising from levels belonging to the 3p5np (n=4,5,6) configurations of Ar. .// Phys. Lett., 1983, v/119 (B+C), N 3, p.359-366.

192. Lilly RA. Transition probabilities in spectra of Ne, Ar, Kr. // J.Opt.Soc.Amer., 1976, v.66, N 3, p.245-249.

193. Tanarro J., Campos J. Experimental transition probabilities of infrared lines belonging to the 4p-3d transition array of Ar. // J. QuantSpectr.Rad.Trans., 1986, v.36, N 4, p.345-348.

194. Venzke.D, Hfyes E, Wojaczek K. Similarity relationships for discharge columns in inert gases at average pressures. // Beitr. Plasmaphys, 1966, v.6, No.5,p.365-375.

195. Бонч-Бруевич А.М., Бурхард Э.Э., Ковалёв В.П., Фивейская А.К Зондовые измерения параметров плазмы в ОКГ на ксеноне и смеси ксенона с гелием. //ЖПС, 1967,т.7, вып.4, с.533-537.

196. Колесников В.Н. Дуговой разряд в инертных газах //Труды ФИАН, 1964, т.30, с.66.

197. Human Н.А. Electron impact ionization cross sections for excited states of the rare gases (Ne, Ar, Kr, Xe), Cd and H. // J.Phys.Rev. A, 1979, v.20, N3, p.855-859.

198. Янков B.B. О распределении энергии в непрерывном спектре поглощения ксенона. // Опт. и спектроск., 1963, т. 14, с.29-31.

199. Щербаков АЛ. К расчёту сплошного спектра ксеноновой плазмы. // ЖПС, 1970, т. 12, с.984 989.

200. Schluter D. Die Emissionskontinua Thermischer Edelgasplasmen. //Zs. Phys., 1968, b.210, s. 80-82.

201. Попович M.M., Джорджевич Д. С. Непрерывный спектр поглощения низкотемпературной ксеноновой плазмы в области 150-1000 нм. // Физика низкотемпературной плазмы. Материалы конференции. Петрозаводск, 1995, часть 1, с.96-98.

202. Goldbach С., Nollez G., Stueck D. Investigation of the continuous radiation of a high-pressure xenon arc plasma. // J. Phys. B: Atom. Molec. Phys., 1976, v.7, p.l 191-1193.229. Weber W ,1971, см в 228.

203. Berghe O.E., Bohm A., Rehder L., Spektroskopisch Messungen an Membranstrobwellenrohr (Teil II). Absolutbestimmung der Faktoren Neutraler Edelgasatome. HZ. Naturf.,1965, B.20a, s. 120-137.

204. Meiners D., Weiss C.O. Continuous emission of Ar, Kr, Xe plasmas. // J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 1976, v. 16, p.273-275.

205. Киселевский JI.H., Трухан Е.П. Коэффициент поглощения непрерывного спектра. //ЖПС, 1973, т. 12, с.984-987.

206. БакеевА.П., Ровинский Р.Е., Широкова И.П. О поглощении излучения в ксеноновой плазме. // Опт. и спектроск., 1969, т.17, с.215-217.

207. Гембаржевский Г.В., Генералов Н.А., Козлов, Ройтенбург Д.И. О непрерывном поглощении частично ионизованного ксенона в видимой области спектра. // Опт. и спектроск., 1970, т.28, с.1101-1104.

208. Church С.Н., Schlecht R.G., Liberman I. Laboratory simulation of highly radiate plasmas. // J. Quant. Spectr. Radiat. Transf., 1968, v.8, p.403-407.

209. Васильева A.H., Гришина И.А., Письменный В.Д. Начальная стадия развития сильноточного разряда. // ТВТ, 1971,т.9, вып.5, с. 1-4.

210. ДроновА.И, Свиридов А.Г., Соболев Н.Н. Сплошной спектр свечения криптона и ксенона за ударной волной. // Опт. и спектроск., 1962, т. 12, вып.6, с.677-690.

211. Унзольд А. Физика звёздных атмосфер. М.: ИЛ., 1949, 630 с.

212. Дойников А. С. Спектральные характеристики излучения трубчатых ксеноновых импульсных и дуговых ламп. //В кн: Обзоры по электронной технике, серия: Электровакуумные и газоразрядные приборы. Вып. 11 (154), М., 1973.

213. Иевлев В.М. Некоторые результаты исследований по газофазному полостному ядерному реактору. // Известия АН СССР, сер. Энергетика и транспорт, 1977, № 6, с.24-32.

214. Сеченов В.А. Исследование оптических свойств плотной ксеноновой плазмы.//Физика плазмы, 1981, т.7, вып.5, с.1172-1176.

215. Климов А.В. Анализ результатов измерений коэффициента поглощения плазмы разряда с испаряющейся стенкой. //3-ий Межгосударственныйсимпозиум по радиационной плазмодинамике. М.: Из-во Инженер, 1994, с.120-121.

216. Мазинг М.А. Об уширении и сдвиге спектральных линий в плазме газового разряда. Диссертация кндид. ф.м.н, М.: ФИАН, 1959.

217. Jackson D.A. Pressure shifts and broadening in the arc spectrum of Xe. // J. Opt. Soc. Amer. 1976, v.66, p. 1014-1016.

218. Градов B.M., Мак A.A., Щербаков A.A. Расчёт оптических характеристик плазмы с учётом влияния продуктов эрозии оболочки. // Опт. и спектроск., 1977, т.43, вып.2, с. 207-217.

219. Emmet J.L., Schawlow A.L., Wein,erg Е.Н. Direct measurement of Xenon Flashtube Opacity. // J. Appl. Phys., 1964, v.35, (9), p.2601.

220. Гаврилова Л.И., Дойников A.C., Игнатьев В.Г., Мну скин В.Е. //В сб.: Импульсная фотометрия. Л.: Машиностроение, 1969, 136 с.

221. Гаврилова Л.И., Дойников А.С., Игнатьев В.Г. // Ж. прикл. спектр., 1970, т. 12, вып.З, с.537-540.