Низкотемпературная газовая плазма.

Низкотемпературная газовая плазма.

Низкотемпературная газовая плазма (НГП) – это слабоионизованный газ при давлениях  10-1 — 103 Па со степенью ионизации порядка 10-6 – 10-4 (концентрация электронов 1015 – 1018 м-3), в котором электроны имеют среднюю энергию 1 – 10 эВ (температуру порядка 104 – 105 К), а средняя энергия тяжелых частиц газа (ионов, атомов, молекул) на два порядка меньше. Такое состояние, когда Тэ >> Тиг, поддерживается при небольшой мощности выделения джоулевой теплоты вследствие относительно большой теплоемкости газа тяжелых частиц и быстрого выноса теплоты из заряда.

НГП может генерироваться в разрядах, возбуждаемых постоянным электрическим полем, и примыкающих к ним разрядах на низкой частоте (102 – 103 Гц), в ВЧ – (105 – 108 Гц), СВЧ – (109 – 1011 Гц) разрядах и в электромагнитных полях оптического диапазона частот (1013 – 1015 Гц) (см. рис.). НГП инертных газов содержит атомы, электроны, ионы и возбужденные атомы, а НГП молекулярных газов, кроме того, еще и образовавшиеся в результате диссоциации молекул свободные атомы и радикалы. Свободные атомы и радикалы имеют неспаренный электрон на внешней валентной оболочке и поэтому проявляет высокую химическую активность, вследствие чего их часто называют химически активными частицами (ХАЧ). Количественно состояние диссоциации характеризуется степенью диссоциации:

αд = nхач/ nоо,

где nхач – концентрация ХАЧ в плазме.

Низкая степень ионизации НГП (концентрация электронов) αи  = 10-6 – 10-4 находится в несоответствии с относительно высокой электронной температурой (1 – 10 эВ). Это связано с тем, что процесс рекомбинации при тройном столкновении с участием двух электронов не уравновешивает скорость ионизации электронным ударом. Существует другой, на несколько порядков более быстрый процесс гибели

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector