к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Криогенная плазма

Криогенная плазма (от греч. 2531-74.jpg - холод и genes - рождающий, рождённый) - плазма, охлаждённая до низких (криогенных) температур, напр. в результате погружения контейнера с плазмой в ванну с жидким азотом или гелием. Представляет интерес прежде всего для изучения элементарных и коллективных процессов в ионизованных газах при ультранизких значениях тепловой энергии частиц. Ныне в осн. получают К. п. инертных газов, среди к-рых наиб. подробно изучены свойства К. п. гелия.

Простейший способ получения К. п. состоит в следующем. В криогенную жидкость опускается трубка, внутри к-рой горит тлеющий разряд .Давление газа в трубке и ток разряда (либо длительность горения разряда) выбраны такими, чтобы ионная темп-pa Т'i в трубке была практически равна температуре окружающей её жидкости. В то же время электронная темп-pa Те в плазме разряда может достигать неск. десятков тысяч градусов. При прерывании разрядного тока Те уменьшается из-за столкновений электронов с атомами, как правило, быстрее (рис. 1), чем успевают исчезнуть из объёма заряды вследствие рекомбинации или диффузии,- в эти неск. мс и существует К. п. с Те, близкой к Тi.

2531-75.jpg

Рис. 1. Зависимость концентрации пe и электронной температуры Тe от времени в послесвечении гелиевой криогенной плазмы при Т=4,2К и nа=1,26*1018 см-3.


Помещая рекомбинирующую (распадающуюся) плазму во внеш. электрич. поле, можно поддерживать Те в ней на заданном уровне и т. о. продлить время существования К. п. Предельный случай соответствует стационарному тлеющему разряду, охлаждённому криогенной жидкостью. Влияние охлаждения на электрические характеристики тлеющего разряда показано на рис. 2.

Требуемое нач. состояние К. п. может быть создано др. способом, напр. при помощи импульсного безэлектродного разряда либо пучка быстрых электронов. К. п. может быть получена также при быстром и глубоком адиабатич. расширении плазмы в сверхзвуковых соплах.

В кинетике К. п. гелия значит. роль играют мета-стабильные атомы Не (2 3S), концентрация к-рых при уменьшении температуры резко возрастает из-за снижения скорости их разрушения атомами в осн. состоянии и уменьшения скорости диффузии метастабильных атомов. Парные столкновения метастабильных атомов, напр. в процессе ассоциативной ионизации 2531-76.jpg приводят к инжекции в плазму электронов с энергиями от 15 до 17,6 эВ, заметно воздействуя на функцию распределения электронов по скоростям. Этим объясняется, в частности, резкое снижение приведённой напряжённости электрич. поля в области малых токов и давлений р2531-77.jpg10 мм рт. ст. при криогенных температурах (рис. 2, кривые 2, 3).

В распадающейся К. п. гелия при температуре жидкого азота и ниже (2531-78.jpg100 К) осн. ионом становится Не+3. Электрон-ионная рекомбинация в этом случае происходит с образованием возбуждённой молекулы гелия:

2531-79.jpg

что подтверждается наблюдаемым при распаде плазмы свечением молекул Не2. Коэф. рекомбинации 2531-80.jpg находится в обратной зависимости от Те (при Те=10 К 2531-81.jpg =4 *10-5 см3 с-1) и не зависит от концентрации атомов и электронов в достаточно широком диапазоне их изменений.

Наряду с молекулярными ионами для К. п. характерно образование комплексных или кластерных ионов. Напр., в сверхкритич. области гелия в ионном кластере число атомов может достигать неск. сотен. В тяжёлых инертных газах, где существенны поляризац. взаимодействия атомов, образуются также и электронные кластеры.

2531-83.jpg

Рис. 2. Зависимость приведённой напряжённости электрического поля (Е/р) в столбе разряда от тока I при разных значениях давления р и температуры Т: 1,2,3 - при Т= = 77 Ки р = 5,35;9,4 и 19,4 мм рт. ст.; 4, 5, 6 - при Т = = 4,2 Ки р = 5,12; 9,28 и 19,3 мм рт.

При криогенных темп-pax и больших плотностях в гелии в результате обменного взаимодействия электрона с атомными электронами возможно образование вокруг рассматриваемого электрона полости ("пузырька"), движущейся вместе с электроном под действием электрич. поля. Напр., при 4,2 К и плотности атомов nа=1,52531-84.jpg1021 см-3 размер полости составляет 38 а00 - боровский радиус), а энергия связи 0,1 эВ. Образование полости резко снижает подвижность электрона. На рис. 3 (кривая 1)показано такое снижение подвижности 2531-85.jpg при T=20,3 К и nа = 3*1021 см-3.

2531-86.jpg

Рис. 3. Подвижность электронов в зависи мости от плотности гелия при различных температурах: 1 - 20,ЗК; 2 - 52,8 К; 3 - 77,3 К; 4 - 160 К; 5 -2531-87.jpg [аппроксимация теоретической зависимости 2531-88.jpg без учёта образования полости вокруг электрона].

Исследования К. п. по существу только начинаются. Особый интерес должны, в частности, представлять эффекты неидеальности К. п. при больших степенях ионизации. Однако К. п. и с малой степенью ионизации выделяется среди известных видов плазмы, прежде всего по сложности её состава и весьма нетривиальной кинетике.

Литература по криогенной плазме

  1. Смирнов Б. М., Ионы и возбужденные атомы в плазме, М., 1974;
  2. Самоваров В. Н., Особенности деионизации криогенной гелиевой плазмы, в кн.: Химия плазмы в. 8, М., 1981, с. 38:
  3. Храпак А. Г., Якубов И. Т. Электроны в плотных газах и плазме, М., 1981;
  4. Асиновский Э. И., Кириллин А. В., Раковец А. А. Криогенные разряды, М., 1988.

Э. И. Асиновский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 16.09.2019 - 03:11: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
14.09.2019 - 18:23: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
13.09.2019 - 09:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 17:47: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 16:47: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
12.09.2019 - 13:10: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
08.09.2019 - 03:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 07:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
07.09.2019 - 03:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Проблема ГМО - Карим_Хайдаров.
05.09.2019 - 13:33: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
05.09.2019 - 13:31: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Негребы - Карим_Хайдаров.
01.09.2019 - 18:04: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution