Определение электронной температуры плазмы

Определение электронной температуры плазмы [c.352]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАЗМЫ 353 [c.353]

По формуле (6) при прямых возбуждениях интенсивность резонансной линии пропорциональна концентрации электронов и зависит от электронной температуры Т . В газоразрядной плазме в положительном столбе при возрастании плотности разрядного тока i обычно происходит возрастание Л/ и спад Т . При этом концентрация электронов растет либо линейно с разрядным током, либо несколько быстрее. Спад же электронной температуры происходит медленно, так что в определенном интервале плотностей разрядного тока можно приближенно считать ее постоянной. Тогда интенсивность линии должна расти линейно с концентрацией электронов [c.441]

Расчеты инициирования термоядерной тепловой волны при сосредоточенном подводе энергии для более сложной модели, учитывающей наличие двух компонент плазмы — ионов и электронов, каждая из которых имеет свою температуру, а также их вязкость, с определением пороговой энергии и структуры одномерной плоской волны горения проводились в уже упоминавшейся работе [3]. Роль вязкости оказывается малой, роль же различия температур и теплопроводности электронной и ионной компонент на существенно нестационарном этапе развития волны весьма значительна. Предполагалось, что начальная энергия сообщается электронному газу, поэтому первоначально по холодной среде распространяется лишь тепловая волна в электронном газе, нагревание ионов происходит вследствие процесса выравнивания температур компонент, температура электронов всюду превышает ионную. При достижении ионным газом температуры интенсивного протекания термоядерной реакции выделяющееся в глубине волны тепло передается в ее головную часть электронной теплопроводностью. В случае воспламенения в глубине волны температура ионов превышает электронную, в головной части волны более нагретой продолжает оставаться электронная компонента. Наконец, на развитой стадии распространения тепловой волны во всей ее основной области температура ионов существенно превышает температуру электронов. [c.158]

В настоящем параграфе рассматриваются спектральные методы определения температуры электронов, использующие излучение плазмы, приходящееся на вакуумную область спектра. [c.352]

В работе [106] сравнивается штарковская теория уширения [108] с экспериментом для линий 01 и N1. Исследовалась плазма дуги, горящей при давлении от 0,5 до 5 атм. Основой смеси являлся аргон. Примеси вводились в определенных контролируемых количествах. Измерения велись одновременно в видимой и в вакуумной областях спектра. Плазма была изотермической. Электронная концентрация определялась по ширине линии Н(,. Температура определялась по двум линиям [c.373]

Основной задачей интерферометрического исследования плазмы является определение параметров, связанных с оптической плотностью плазмы. Неоднородность плазмы приводит к пространственному распределению частиц, составляющих облако разряда. К основным параметрам плазмы, которые подвергаются изменениям, следует отнести температуру и плотность нейтральных и заряженных частиц — атомов, электронов и ионов. [c.179]

Плазма имеет одну определенную температуру только в том случае, если она находится в состоянии полного термодинамического равновесия. При таких условиях плазма называется изотермной. Такое состояние имеет место при детальном равновесии, т. е. таком, при котором энергия распределяется одинаково между всеми видами частиц плазмы. Такое равновесие устанавливается в закрытых (изолированных) системах с запертым излучением, если прямой и обратный процессы протекают с одинаковой скоростью по одному и тому же пути. Так, например, если ионизация осуществляется электронным ударом [c.422]

Однако не во всех случаях Можно говорить о термически равновесной плазме. Плазма газового разряда, как правило, неравновесна, так как нагревается изнутри энергией, выделяющейся при прохождении тока, и охлаждается вследствие контакта с окружающей средой. Кроме того, она состоит из нескольких компонентов с различной температурой и различной средней кинетической энергией. Стационарное состояние ее не совпадает с равновесным, энергии частиц не подчиняются максвелловскому распределению и для определения степени ионизации нельзя пользоваться формулой (818). В этом случае приходится приравнивать скорости процессов ионизации и рекомбинации. Так, например, если плазма разреженная, то можно допустить, что излучение выходит свободно, ионизация происходит только при электронных ударах, а рекомбинация — при излучении. [c.428]

Метод относительных интенсивностей спектральных линий. Третий метод определения электронной температуры, который применим в вакуумной области спектра, основан на теоретических расчетах иптенсивпостй спектральных линий [1, 48—58]. Отношение интенсивностей двух линий можно рассчитать, сделав предположения о состоянии плазмы и о процессах возбуждения спектральных линий. [c.354]

Рис. 40. Для получения самопод-держивающейся реакции синтеза необходимо определенное сочетание ряда параметров плотности плазмы N, времени удержания плазмы t, температуры Т. Таким образом, если температура плазмы достигнет около 1 О К, то для дейтериевой плазмы N Xt что достигается при удержании плазмы с плотностью 10 частиц (дейтронов и электронов) в одном кубическом сантиметре за одну секунду или при удержании плазмы с большей плотностью в течение более короткого времени. Если бы нам удалось получить температуру выше 10 К, тогда возможно соотношение N X t < <104 Точки Лий соответственно отражают успехи в этой области, достигнутые в 1979 и 1959 годах, то есть человечество прошло уже половину пути до Термоядерного Эльдорадо

Количественная теория структуры фронта ударной волны в плазме основана на гидродинамических уравнениях, которые отличаются от обычных тем, что уравнения энергии записываются отдельно для электронного и ионного газов с учетом обмена кроме того, в уравнение электронной энергии добавляется член электронной теплопроводности. На рис. 4, заимствованном из работы В. Д. Шафранова (1957), приведены результаты расчета, сделанного им для сильной ударной волны в водородной плазме показаны распределения плотности, электронной и ионной температур в волне. Электронная температура непрерывна на скачке уплотнения, так как по определению поток тепла электронов пропорционален йТе1( х и, следовательно, разрыв в температуре сделал бы. поток бесконечным. [c.219]

Вследствие ряда специфических свойств плазмы понятие температура имеет множество определений и их многоообразие не позволяет остановиться на одном и считать его в настоящее время единственно правильным. Для плазмы, находящейся в состоянии частичного термодинамического равновесия, можно выделить электронную Tg и ионную ТI температуры. В этом случае плазма может рассматриваться как смесь электронного и ионного газов, причем распределение скоростей частиц в каждом из газов максвелловское (хотя оба газа электронный и ионный не находятся в равновесии). При достаточно высоких плотностях плазма будет находиться в состоянии термического равновесия и = Т . Такая плазма называется изотермической. При очень низких плотностях плазма не может находиться в термическом равновесии и понятие температуры к ней неприемлемо. [c.230]

Основной сферой Применения многолучевых интерферометров Фабри-Перо является спектроскопия высокой разрешающей силы [61, 117, НО]. Свойство Интерферометра разрешать очень близко расположенные друг к другу линии источника позволяет успешно исследовать сверхтонкую структуру спектральных линий, обусловленную наличием у атомного ядра механического и магнитного моментов, свойства атомного ядра по изотопическому сдвигу спектральньгх линий, вызванному движенйем ядра и электрона вокруг общего центра тяжести, влияние внешних электрических полей на тонкую структуру линии и т. д. Наряду с этим интерференционные спектроскопы Фабри-Перо широко применяются для определения температуры в плазме, пламенах, газах, для измерения скорости течений по допплеровскому уширению, для изучения спектров поглощения и т. д. [c.5]

Схема, приведенная на рис. 9, применяется при определении термостойкости материалов и покрытий в условиях теплового удара при различном числе нагревов—от 1 до 100 и более. Образцы в форме плиты, диска, кубика и т. п. подвергают местному быстрому нагреву путем подвода к центральной зоне образца перемещающегося источника высокой температуры (или перемещением образца относительно источника нагрева), в качестве которого могут быть использованы форсунки, дающие поток высоко нагретых продуктов сгорания, сопла ЖРД, РДТТ и пр., потоки плазмы, местный нагрев токами высокой частоты, электронным лучом и т. п. При нагреве в зоне возникает [c.148]

И]. Возможность создания таких лазеров базируется на трех основных предположениях. Первое предположение для того чтобы иметь возможность реализовать инверсию заселенностей в коротковолновом (дальнем ультрафиолетовом и рентгеновском) диапазоне частот, надо использовать переходы между электронными возбужденными состояниями в спектрах многозарядных ионов, лежащие в указанном диапазоне длин волн. Второе предположение в лазерном факеле можно получить плазму столь высокой температуры, что доля многозарядных ионов может быть весьма пелика. Третье предположение при рекомбинации плазмы, исходно состоящей из многозарядных иоиов и свободных электронов, оффективная степень заряда постепенно уменьшается при этом можно подобрать такой конкретный вид ионов, для которых в процессе рекомбинации создается узкое горло на определенном переходе, т. е. число ионов с зарядом 2 4-1 будет больше числа ионов с заридом 2. Это и есть среда с инверсной заселенностью, необходимаи для реализации стимулированного излучеиия. Реализация этих идей позволила создать ряд. тазе-ров, в том числе излучающих и в коротковолновом диапазоне частот [12]. [c.258]

При высоких температурах любой газ представляет собой химически реагирующую смесь различных компонентов. Компонентами могут быть молекулы, атомы, ионы и электроны. В дальнейшем будут рассматри ваться лишь смеси, состоящие из атомов одного сорта и их различных ионов и электронов, т. е. смеси, представляющие собой плазму. Расчет термодинамических свойств таких смесей, как известно, состоит из расчета состава смеси и из последующего расчета ее термодинамических свойств по данным о составе смеси и термодинамическим свойствам компонентов. Для определения состава смеси необходимо решить систему уравнений для концентраций, включающую уравнения закона действующих масс для всех реакций, могущих идти в смеси, закона сохранения числа частиц и закона сохранения заряда. Для плазмы в общем случае эта система уравнений представляет собой систему трансцендентных уравнений. Однако, если пренебречь эффектами, связанными с кулоновским взаимодействием между ионами, электронами и нейтральными атол1ами, то система трансцендентных уравнений переходит в систему нелинейных алгебраических уравнений. При не очень высоких плотностях система нелинейных алгебраических уравнений мало отличается от системы трансцендентных уравнений, и, если от расчетов не требуется большой точности, пренебрежение эффектами, связанными с кулоновским взаимодействием, допустимо. При тех же условиях можно пренебречь влиянием кулоновских полей ионов и электронов и при расчетах термодинамических свойств плазмы. Оценку влияния кулоновского взаимодействия на термодинамические свойства ионизованных газов, на концентрации ионов и электронов и на уравнение состояния можно найти, например, в работах [1—5], [c.3]

Зондирование возбужденных газовых систем, газовых потоков, аэродинамических струй и плазмы с помощыо КАРС. Спектроскопия КАРС оказалась весьма плодотворной при диагностике молекул, находящихся в возбужденных электронных или колебательных состояниях, и плазмы электрического разряда. Основное назначение спектроскопии КАРС здесь состоит в измерении распределения населенностей возбужденных состояний и по нему — температур различных подсистем возбужденных молекулярных сред, а также в определении температуры, плотности и дисперсии плазмы. [c.287]

ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ, совокупность методов определения параметров ионизов. газа. К определяемым параметрам плазмы относятся плотность п, электронная и ионная Г,- темп-ры, интенсивность излучения, электрич. и магн. поля и др. Понятие температура обычно используется условно, т. к. распределение ч-ц по энергиям в лаб. и косм, плазме редко бывает максвелловским. В таких случаях речь идёт о кинетич. темп-ре, т. е. о ср. энергии ч-ц. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...