Способ измерения скорости ионизации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >860587

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.02.80 (21) 2879680/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.82 (51) М; з G 01 N 27)64

3 ссуда рственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 533.9(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Минин, В. Э. Третьяков и Б. П. Яцен/со (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИОНИЗАЦИИ

- . (=-,)=(=-)= - =о и скорость ионизации

Изобретение относится к областям радиационной технологии, плазмохимии, а также квантовой электроники, точнее к лазерам, возбуждаемым с использованием электронных пучков. 5

В ненастоящее время не существует надежного способа определения пространственного распределения скорости ионизации газовых сред электронным пучком.

Использование косвенных методов, заклю- 10 чающихся в том, что измеряется пространственное распределение плотности тока в пучке тем или иным способом и по нему определяется пространственное распределение скорости ионизации, неоправ 15 дано, поскольку при распространении в газе электронный пучок меняет свой спектр и, как следствие, ионизиру..ощую способность (1).

Наиболее близок к предлагаемому по своей технической сущности способ опре;деления скорости ионизации электронным пучком в,газовой среде по свечению газа, возбуждаемому электронами пучка (2).

Этот способ основан на пропорциональности интенсивности свечения и тока пучка.

Однако существующий способ не позволяет определять пространственное распределение скорости ионизации, так как в процессе прохождения через газ энергетический спектр электронов пучка (функция распределения электронов по энергии f(e) меняется, поэтому интенсивность свечения имеют разные пространственные распределения. Здесь о(е) — сечение возбуждения излучения, которое зависит от энергии электронов, в общем случае, неодинаково с сечением ионизации о; (е); N — концентрация молекул газа; в — энергия электронов.

Целью изобретения является определение пространственного распределения скорости ионизации газовой среды.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе измерения скорости ионизации в газовых средах электронным пучком, заключающемся в том, что измеряется интенсивность спектральных линий атомных переходов, измеряют пространственное распределение интенсивности спектральных линий, соответствующих пе860587

Формула изобретения

10 гг а

111 10з

10 10»

Составитель А. Рахимов

Редактор E. Месропова Техред И.. Заболотиова Корректор И. Осиповская

Заказ 365/275 Изд. № 132 Тираж 883 Подписное

НПО «Поиск» Государственного ко»итета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» реходам с резонансных уровней атомов, т. е. таких спектральных линий, зависимость сечения возбуждения которых от энергии совпадает с зависимостью сечения ионизации о;(е).

На чертеже для примера приведены за висимости от энергии сечений иониз ации воздуха 6;(е) и возбуждения линии гелия

501, 5б8 нм. Из графиков видно совпадение о; (е) и о. (е) с погрешностью менее

20% в широком диапазоне энергии электронов.

Пределы применения предлагаемого способа определяются ролью каскадного заселения используемого резонансного уровня из вышележащих нерезонансных состояний и ограничены снизу давлением — 100 Па.

Предлагаемый способ позволяет измерять пространственное распределение скорости ионизации — вели1чину черезвычайно важную в химической радиационной технологии в газофазной среде, в плазмо химии; в комбинированно возбуждаемых газовых лазерах. Пространственное распределение скорости ионизации определяет кинетику плазмохимических реакций, полный КПД лазеров. Учет его необходим как для конструирования новых установок, так и при эксплуатации уже действующих.

Способ измерения скорости ионизации в газовых средах электронным пучком, преимущественно, при давлении газа свыше 100 Па, заключающийся в том, что измеряется интенсивность спектральных линий атомных переходов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью определения пространственного распределения скорости ионизации, производится измерение пространственного распределения интенсивности спектральных линий, соответствующих перехо1дам с резонансного уровня атомов.

Источники информации, принятые во

20 внимание при экспертизе:

1. А броян М. И. и др. Измерение распределения плотности тока по сечению электронного пучка в импульсных ускорителях с большим полем облучения. Пре25 принт НИИЭФА, Л., 1978.

2. Вагин Ю. П. и др, Исследованиесвечения воздуха под воздействием быстрых электронов. Атомная энергия, т. 28, 1970, № 2, с. 177 (прототип).