Источник излучения высокой эффективности в полосах Лаймана и Вернера импульсного разряда в смесях водорода с гелием

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Создана численная модель импульсного самостоятельного разряда в смесях H2 и He для описания спонтанного излучения в полосах Лаймана и Вернера. Модель учитывает процессы с участием электронных и колебательных состояний Н2, электронных состояний атома гелия и водорода, положительных и отрицательных ионов, а также спонтанное излучение в полосах Лаймана и Вернера с учетом его пленения. Уравнения электронно-колебательной кинетики решаются совместно с уравнением Больцмана для функции распределения электронов по энергиям, уравнениями внешней электрической цепи и уравнениями, описывающими предионизацию пучком быстрых электронов. Для колебательной кинетики молекул водорода использована упрощенная модель с эффективными константами VV-обмена, позволяющая уменьшить число необходимых вычислений. Учитываются процессы прилипания и отлипания электрона при столкновениях с колебательно возбужденными молекулами Н2. Проведена верификация модели путем детального сравнения с имеющимися в литературе экспериментальными данными по характеристикам разряда и энергии излучения. Показано, что в импульсном разряде с предионизацией эффективность излучения в полосах Лаймана и Вернера может достигать 16% от вложенной в разряд энергии.

About the authors

К. С. Гочелашвили

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Author for correspondence.
Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва

А. В. Демьянов

Государственный научный центр РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»

Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва

О. Н. Евдокимова

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва

П. И. Капустин

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва

И. В. Кочетов

Государственный научный центр РФ «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований»; Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН

Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва; Москва

Г. Ф. Макаренко

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва

А. Ю. Цивадзе

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: knst@kapella.gpi.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Красников Г.Я., Горнев Е.С., Матюшкин И.В. Общая теория технологий и микроэлектроника. М.: «Техносфера», 2020. 434 c.
  2. Радциг А.А., Смирнов Б.М., Справочник по атомной и молекулярной физике. M.: «Атомиздат», 1980. 240 c.
  3. Хьюберт К.П., Герцберг Г. Константы двухатомных молекул. Часть 1. M.: «Мир», 1984. 408 c.
  4. Dreyfus R.W., Hodgson R.T. // Phys. ReV. A. 1974. V. 9. P. 2635. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.9.2635
  5. Gochelashvili K.S., Dem’yanov A.V., Evdokimova O.N. et al // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2013. V. 40. No 6. P. 137. https://doi.org/10.3103/S1068335613060018
  6. Долгих В.А., Капустин В.В., Керимов В.М. и др. // Физика плазмы. 1989. T. 15. № 2. C. 210.
  7. Гальцев В.Е., Демьянов А.В., Певгов В.Г. и др. Расчет характеристик электрического разряда в смесях газов, содержащих HCl и H2. Препринт ИАЭ-3156, 1979.
  8. Allan M., Wong S.F. // ReV. Lett. 1978. V. 41. P. 1791. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.41.1791
  9. Wadehra J.M., Bardsley J.N. // Phys. ReV. Lett. 1978. V. 41. P. 1795. https://doi.org/10.1103/Phys. ReV. Lett. 41.1795
  10. Елецкий A.B., Смирнов Б.М. // УФН. 1982. T. 136. C. 25. https://doi.org/10.3367/UFNr.0136. 198201b.0025
  11. Fite W.L., Brackmann R.T. // Phys. ReV. 1958. V. 112. P. 1141. https://doi.org/10.1103/PhysRev.112.1141
  12. Дрюкарев Г.Ф. Столкновения электронов с атомами и молекулами. М.: «Наука», 1978. 256 c.
  13. Dixon A.J., Von Engel A., Harrison M.F.A. // Proc. R. Soc. Lond. 1975. V. 343. P. 333. https://doi.org/10.1098/rspa.1975.0069
  14. Eckstrom D.J., Nakano H.H., Lorents D.C. et al // J. Appl. Phys. 1988. V. 64. No. 4. P. 1679. https://doi.org/10.1063/1.342474
  15. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: «Атомиздат», 1974. 456 c.
  16. Дятко Н.А., Кочетов И.В., Напартович А.П., Таран М.Д. // ТВТ. 1984. Т. 22. № 6. С. 1048.
  17. Dixon A.J., Harrison M.F.A., Smith A.C.H. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1976. V. 9. No 15. P. 2617. https://doi.org/10.1088/0022-3700/9/15/013
  18. Демьянов А.В., Дятко Н.А., Кочетов И.В. и др. // ЖТФ. 1988. Т. 58. № 1. С. 75.
  19. Демьянов А.В., Дятко Н.А., Кочетов И.В. и др. // Физика плазмы. 1986. T. 12. C. 623.
  20. Демьянов А.В., Дятко Н.А., Кочетов И.В. и др. // Физика плазмы. 1985. Т. 11. С. 361.
  21. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Параметры атомов и атомных ионов: Справочник. М.: Атомиздат, 1986. 344 c.
  22. Демьянов А. В., Кочетов И. В., Напартович А. П., Старостин А. Н. // ТВТ. 1984. Т. 22. С. 216.
  23. Александров Н.Л. // ЖТФ. 1978. Т. 48. С. 1428.
  24. Bardsley J.N., Wadehra J.M. // Phys. ReV. 1979. A 20. No 4. P. 1398. https://doi.org/10.1103/Phys. ReV. 1979 A. 20. No 4. Р. 1398.
  25. Holstein T. // Phys. ReV. 1951. V. 83. No 6. P. 1159. https://doi.org/10.1103/PhysRev.83.1159
  26. Mewe R. // Brit. J. Appl. Phys. 1967. V. 18. No 1. P. 107. https://doi.org/10.1088/0508-3443/18/1/315
  27. Igarachi K., Mikoshiba S., Watanabe Y. et al // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1995. V. 28. No 7. P. 1377. https://doi.org/10.1088/0022-3727/28/7/015
  28. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. M.: «Наука», 1971. 543 c.
  29. Демьянов А.В., Кочетов И.В. // Квантовая электроника. 1995. Т. 22. № 5. С. 467.
  30. Cason Charles, Perkins J.F., Werkheiser A.H., Duderstadt J. //AIAA Journal. 1977. V. 15. No 8. P. 1079. https://doi.org/10.2514/3.60757
  31. Celiberto R., Janev R.K., Laricchiuta A. et al // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 2001. V. 77. No 2. P. 161. https://doi.org/10.1006/adnd.2000.0850

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences