Ионизация в воздухе

Химические процессы. Простая ударная ионизация для аргона подробно рассматривалась в 13.3. Однако для воздуха процесс такого типа играет сравнительно малую роль. Ионизация в воздухе протекает в основном при химических или обменных процессах. Кроме того, процессы диссоциации, многие из которых являются обменными реакциями, приводят к образованию новых химических соединений, таких, как окись азота N0. Помимо этого, образуются отрицательные ионы, такие, как 0 и 0 . В то время как отрицательные, ионы азота не образуются, существование отрицательных ионов N0, т. е. N0", точно не известно. Могут также образовываться более сложные молекулы, такие, как N(>2, но они играют сравнительно небольшую роль. Следовательно, в данном случае рассмотрение будет ограничено одноатомными и двухатомными частицами. [c.498]

Приводим этот перечень. В последних двух строчках приведены константы скорости реакций ионизации и рекомбинации электронов, которые играют важнейшую роль в установлении равновесной ионизации в воздухе при сравнительно низких температурах. [c.389]

Поскольку потенциалы ионизации всех компонент воздуха гораздо больше затраты энергии при такой реакции, последняя (при не слишком высоких температурах) протекает гораздо скорее, чем непосредственная ионизация атомов и молекул ударами частиц. Константа скорости указанной главной реакции ионизации приведена в таблице 9. Поскольку в ионизации воздуха существенную роль играют атомы, расчеты кинетики ионизации в воздухе основаны на расчетах диссоциации молекул (вообще химических превращений). Такие расчеты выполнены в работе Лина и Тира [86], причем они хорошо согласуются с измерениями [87]. [c.397]

Возможны и процессы, при которых в каждом акте поглощения одновременно участвуют более двух (три и больше) квантов. Такие процессы называются многофотонным поглощением. (Трехфотонное поглощение в кристаллах нафталина было обнаружено еще в 1964 г.) Очевидно, что с увеличением числа фотонов, одновременно участвующих в одном акте поглощения, вероятность соответствующего процесса уменьшится. Поэтому для наблюдения процессов более высокого порядка (например, трехфотонного поглощения) поток энергии падающего света должен быть значительно большим, чем в двухфотонном. В очень сильных световых полях, образуемых при фокусировке излучения мощных лазеров, иногда происходит одновременное поглощение десяти фотонов и больше. В этом случае многофотонное поглощение приводит к отрыву электрона от атома, т. е. ионизации. Этим объясняется возникновение искры — пробоя прн фокусировке излучения мощного лазера в воздухе. Существенный вклад в деле обнаружения и теоретического анализа и применения двухфотонного и многофотонного процессов был сделан академиками Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым, Л. В. Келдышем и их школой. [c.403]

Кинетическая энергия осколков расходуется на ионизацию атомов среды. Ионизационный пробег и удельная ионизация осколков на разных участках их пути в воздухе были определены экспериментально при помощи тонкой ионизационной камеры ИК, помещенной в сосуд с воздухом, давление которого можно было изменять (рис. 160). [c.389]

В начале своего пути осколки имеют положительный заряд от 10 до 20 электронных зарядов, так как некоторые, орбитальных электронов стряхиваются при делении. Проходя через вещество, осколки теряют свою энергию в основном на ионизацию среды. Вдоль пути двух осколков образуется примерно 5-10 пар ионов. Время замедления осколков в воздухе порядка 10 с, а в плотных средах — 10 с. За это время они пробегают в воздухе расстояние около 2 см, а в плотных средах — 10 см. [c.1088]

Основное влияние процессов диссоциации и ионизации состоит в снижении температуры воздуха за ударной волной (вниз по потоку), так как на эти процессы затрачивается кинетическая энергия молекул. Для оценки порядка величины снижения темпе- ратуры приведем следующий пример при максимальной пиковой температуре в 20 000 К, возникающей при проходе воздуха сквозь поверхность ударной волны, равновесная температура на некотором расстоянии ниже волны составляет всего 7000 К. На рис. 29.11 приведены для сравнения кривые изменения температуры в критической точке теплоизолированного тела с притупленным носком при его полете в двух атмосферах в диссоциированном и ионизированном воздухе (реальный газ) и в воздухе без учета названных процессов (идеальный газ). [c.350]

Электропроводность газообразных диэлектриков. В слабых электрических полях удельная проводимость газов весьма мала. Например, удельное объемное сопротивление воздуха при нормальных условиях равно Ом-м. Ток в этих условиях возникает в результате перемещения свободных ионов и электронов, которые образуются под действием ионизирующих излучений земной коры, космических лучей, ультрафиолетового излучения солнца, нагрева. Такие факторы ионизации называют внешними факторами. Наряду с ионизацией в газе происходит рекомбинация, возникающая вследствие объединения положительных ионов и электронов, совершающих хаотическое непрерывное тепловое движение. В результате рекомбинаций образуются молекулы газа, не имеющие заряда. [c.139]

По предварительным результатам у-излучение оказывает незначительное влияние на электрическую прочность воздуха. Наблюдаемое уменьшение напряжения пробоя составляло 1,9—6,7% для постоянного и переменного тока и 3,4—7,9% для импульсов тока. Хотя данные опытов показывают, что электрическая прочность воздуха меняется несущественно, ионизация воздуха, по-видимому, заметно влияет на его объемное удельное сопротивление. Изменение удельного сопротивления воздуха наблюдали и в других опытах, проводившихся на воздушных зазорах разной формы. Однако строгий критерий изменения удельного сопротивления установить трудно. В таких опытах очень важна конфигурация зазоров, и вполне возможно, что воздействие излучения на материалы электродов оказывает существенное влияние на измерения. Полагают, что при мощности дозы у-излучения 7,2-10 эрг г-сек) ток утечки в воздухе может возрасти от 10 до 10 а и более. [c.399]

Количество пар ионов, образующихся на 1 см длины пробега в воздухе, называется удельной ионизацией. Удельная ионизация увеличивается к концу пробега а-частиц. [c.63]

При экранизации статического поля различными проводниками (части машин, аппаратов и др.) а-излучатели необходимо ставить внутри экрана. При необходимости же ионизации воздуха во всем объеме аппарата или помещения требуется разрядный ток не выше нескольких десятых долей микроампера. Если нет возможности установить нейтрализатор около заряженного материала, то необходимо применять [3-излучатели, так как Р-частицы имеют значительно больший пробег в воздухе, чем а-частицы. Используя -излучатели для нейтрализации статического электричества, следует учитывать, что эти излучатели обладают меньшей ионизационной способностью, чем а-излучатели. [c.294]

АЛЬФА-ЧАСТИЦА — ядро Не, содержащее 2 протона и 2 нейтрона. Масса А.-ч, т=4,00273 а. е. м,= = 6,644.10 2 г, спин и магн. момент равны 0. Энергия связи 28,11 МэВ (7,03 МэВ на 1 нуклон). Проходя через вещество, А.-ч. тормозятся за счёт ионизации и возбуждения атомов и молекул, а также диссоциации молекул. Длина пробега А,-ч. в воздухе 1=аи , где v — начальная скорость, 0=9,7-10 с см (для Z 3—7 см). Для плотных веществ / 10 см (в стекле /=4-10 см). Многие фундаментальные открытия в ядерной физике обязаны происхождением изучению А,-ч. исследование рассеяния А.-ч. привело к открытию атомного ядра, облучение А.-ч. лёгких элементов — к открытию ядерных реакций и искусственной радиоактивности. [c.64]

Длительное время основными видами изучаемой радиации были рентгеновское и гамма-излучение, т. е. потоки фотонов. Воздействие фотонов на вещество действительно можно измерять поглощенной дозой излучения. А поглощенная доза при облучении живых объектов фотонами пропорциональна ионизации, производимой фотонным излучением в воздухе, поскольку воздух может служить моделью воды или мышечной ткани (у них близкие эффективные атомные номера). Для рентгеновского излучения заданные дозы и их мощности сравнительно просто воспроизводятся и надежно измеряются (например, с помощью калиброванных рентгеновских источников и ионизационных камер). [c.66]

В электроотрицат. газах (Оз, СО2, галогенах, их смесях и др.) происходит прилипание электронов с образованием отрицат. ионов. Скорость прилипания характеризуется частотой v [ ] и коэф. а[см М, аналогичным о.. Под ударами возбуждённых частиц электроны могут отлипать от отрицат. ионов, Коэф, а нарастает с увеличением Ejp быстрее, чем а, поэтому кривые а( ) л а Е) пересекаются [напр., в воздухе — при Е1р = 3 В/(см тор) = 23,6 кВ/(см атм)]. При меньшем Ejp в отсутствие отлипания ионизация в воздухе идти не может. В отсутствие поля прилипание идёт в тройных столкновениях типа е-(-02-(-02- 02 +О2 в воздухе при р= 1 атм частота прилипания v s lO —10 с" , т, е. электрон живёт 10" — 10 с. Положит, и отрицат, ионы в воздухе при атм. условиях рекомбинируют с коэф. ра 2 10 см /с, [c.511]

РЕНТГЕН (г, p) — внесистемная единица экспозиционной дозы рентгеновского и у-излучений. Экспозиционная доза характеризует ионизацию в воздухе в поле источника рентгеновского или уизлучения. Экспозиционная доза равна 1 р, если сопряженная с рентгеновским или излучением корпускулярная эмиссия образует на 0,001293 г воздуха ионы, несущие заряд в одну электростатич. единицу количества электричества каждого знака. В Международной системе единиц (СИ) единица экспозиционной дозы равна 1 кг/лом на кг (к/кг) размер рентгена 1 р = 2,57976-10 к/кг. Р. воспроизводится с помощью эталонных установок, главная часть к-рых — воздушная ионизационная камера. Единицы к/кг и Р. могут применяться для излучений с энергией квантов до 0,5 пдж (около 3 Мэе). [c.418]

Ионизация в воздухе при скоростях ударной волны несколько больше 10 км/сек (9—15 км/сек) рассматривалась в работе Л. М. Бибермана и И. Т. Якубова [97]. При этом были учтены химический состав воздуха в зоне релаксации и возбуждение атомов и молекул. В отличие от случая малых скоростей диссоциация происходит быстро по сравнению с ионизацией и ионизация в основном развивается в атомарном газе. Реакции ассоциативной ионизации играют определяющую роль в создании начальных электронов по мере возрастания электронной плотности все большее значение приобретает ступенчатая ионизация электронными ударами, причем энергия электронов, как и в одноатомном газе, восполняется за счет передачи энергии от ионов. [c.397]

Ионизацию в воздухе при больших скоростях ударной волны, в де-сятки километров в секунду (применительно к проблеме движения в атмосфере метеоритных тел), рассматривал В. А. Бронштэн [98]. [c.398]

Газы в слабых электрических полях и при не очень высоких температурах обладают весьма малой удельной проводимостью. При этих условиях весьма немногочисленные свободные носители заряда — электроны и ионы — образуются лишь под действием внешних ионизаторов невысокой интенсивности—космических лучей и естественного ионизирующего излучения. Поэтому при указанных условиях газы являются отличными диэлектриками с удельным сопротивлением порядка 10 Ом-м, практически не имеющим диэлектрических потерь (tg б порядка 10 ). Повышение электропроводности газов происходит при высоких температурах, начиная с 10 — Ю К, когда энергия теплового движения частиц газа велика и при столкновении они могут ионизовать друг друга (происходит термическая ионизация). Термоионизация воздуха нарастает, начиная с температуры 8000 К. При 20 ООО К воздух ионизуется практически полностью [c.545]

Для измерения дозы облучения другими, отличными от у-кван-тов частицами используется единица фэр (физический эквивалент рентгена). I фэр соответствует дозе облучения а-частицами, р-час-тицами или нейтронами, вызывающей такую же ионизацию, как и доза v-излучения в 1 рентген. Доза в 1 фэр соответствует образованию 2,08-10 пар ионов в 1 см воздуха при нормальных условиях. Так как на образование одной пары ионов в воздухе в среднем тратится энергия 32,5 эВ (см. гл. VIII, 6), то энергетически I фэр соответствует выделению в 1 см воздуха энергии 6.86-10 эВ = = 0,11 эрг. Отсюда следует, что в 1 г воздуха при дозе в 1 фэр выделяется энергия 83,8 эрг. Поглощение энергии в тканях человека [c.648]

Из этой формулы следуег, что ток утечки в газах в слабых электрических полях прямо пропорционален напря- кенности, т. е. подчиняется закону Ома. При достаточно большой напряженности электрического поля вследствие увеличившейся скорости переброса зарядов электрическим полем на электроды рекомбинация прекратится. Все заряды, возникающие в данном объеме за единицу времени, будут достигать электродов. При этом ток утечки будет определяться только формулой (2-11) он будет зависеть не от приложенного напряжения, а только от интенсивности естественной ионизации. На рис. 2-9 показана зависимость тока утечки в воздухе от напряжения между электродами, В слабых ПОЛЯХ соблюдается закон Ома, при некотором значении напряженности наступает насыщение — ток перестает зависеть от напряженности. При применении искусственных ионизирующих воздействий, увеличивающих чи- [c.44]

Поглощение э11ергии. Заряженные частицы. Заряженные частицы высокой энергии (а- н (З-частицы, протоны, продукты деления) вызывают ионизацию окружающей среды, теряя при этом энергию. Скорость потери энергии пропорциональна квадрату заряда частицы. Поскольку кинетическая энергия частицы пропорциональна ее массе и квадрату скорости, то а-частица будет иметь ту же длину пробега, что и протон, энергия которого в четыре раза меньше. Пробег -частиц с энергией от 4 до 5 /Мэе (и протонов с энергией от 1 до 1,25 А1эв) в воздухе изменяется от 2,5 до 3,6 см. Пробег частиц в воде и живой ткани примерно в 10 раз меньше, чем в воздухе, и еще меньше в материалах с большой плотностью. Таким образом, а-частицы и протоны, образующиеся при ядерных превращениях, легко поглощаются тонкими слоями материала либо воздухом на относительно малых расстояниях от источника, порядка 3,8 см. [c.110]

При наличии экранов р-излучатели устанавливаются позади них и при этом выбирается оптимальное расстояние для образования ионизации внутри экрана. Простое вычисление, основанное на соотношении дозы облучения с количеством ионов в воздухе, показывает, что в промышленных условиях певозможно получить необходимый разрядный ток, не имея дело с большими объемами ионизироваияого воздуха и дозами облучения, опасными для человека. [c.294]

Скала [36] рассмотрел роль молекулярного веса и установил, что, как и можно было ожидать, более легкие газы эффективнее препятствуют нагреву благодаря их высокой удельной теплоемкости и большей подвижности. Более полным исследованием, также представленным на фиг. 5, является работа Хоува и Шеффера [37]. Эти авторы решили уравнения сохранения для присоединенного ламинарного пограничного слоя при наличии вдува воздуха в воздух. Расчеты проводились для скоростей полета до 15,2 км1сек (Hs = 28 800 ккал/кг), и, следовательно, учитывалось влияние как диссоциации, так и ионизации в пограничном слое. [c.385]

ОПТИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ — газоразрядные явления, аналогичные электрическим разрядам в газе, возникающие в воздухе или др. газе под действием мощных световых (лазерных) полей. До изобретения лазеров изучались и использовались газовые разряды в полях более низких частот, чем оптические в пост, электрич. поле, в ВЧ-, в СВЧ-полях. Лазерная техника открыла физике газового разряда оптич. диапазон. Различают два осн. типа О, р. 1) л а э е р н а я искра — оптич. пробой газа, т. е. бурное нарастание ионизации ранее не ионизированного газа 2) непрерывный О. р.— поддержание в газе уже имеющегося ионизов, состояния под действием светового излучения. [c.448]

Здесь 0(r) — потенциал потока тепла, х — козф. теплопроводности. Ф-ция Г) — монотонно растущая, но Pb,(ir) при пост, давлении имеет максимум при темп-ре, соответствующей почти полной однократной ионизации. Такая примерно темп-ра 20 000 К и устанавливается в НОР, и ей соответствует минимально необходимая пороговая лазерная мощность Рц В воздухе при р i атм НОР устанавливается при мощности излучения СОг-лазера Рд = 2 кВт темп-ра плазмы при этом Тт ж 17 000 К, в , 0,3 кВт/см, Рштах 0,8 см . Опыт хорошо подтверждает эти оценки. Коэф, поглощения возрастает с увеличением давления — р ), а пороговая мощность [c.450]

Осн. источником тепла в Т. служит переход энергии УФ-излучения, потраченной на диссоциацию и ионизацию, в тепло при двойных и тройных столкновениях, а также при тушении возбуждённых атомов кислорода при столкновениях с др. частицами. Тепло выделяется также при диссипации в Т. акустич. и гравитац. волн, а также энергии проникающих внутрь нес солнечных и космич. частиц. Молекулы и атомы кислорода не могут излучать больших количеств ИК-радиации, а сильноизлучающих газов СО2 и Н2О в б. ч. т. нет. Лишь в самой ниж. части Т. иек-рую роль играет охлаждение воздуха, порождаемое ИК-излуче-нием трехатомных газов О3, HjO и Oj. В целом охлаждение т. происходит в осн. за счёт теплопроводности, создающей поток тепла в более холодную мезосферу. Темп-ра, плотность, циркуляция воздуха и др. параметры Т. подвержены заметным суточны.м и сезонным колебаниям. Они зависят от колебаний интенсивности приходящей солнечной радиации, корпускулярного излучения, а также от развития гравитац. и акустич. волн, возникаюищх как в нижележащих атм. слоях, так и в самой Т. Дневное нагревание сопровождается расширением Т., подчас превосходящим 100 км, а ночное охлаждение — её оседанием. Чем больше активность Солнца, тем больше и временная и пространственная изменчивость темп-ры, плотности и др. характеристик Т, [c.97]

Иоинзующая У. в. Если за У. в., распространяющейся по неионизованному газу, темп-ра Гг 10 ООО К, газ в У. в. ионизуется на десятые доли и более. (Относит, концентрация ионов резко возрастает с увеличением темп-ры и значительно слабее—с уменьшением плотности газа.) Осн. механизмом является ионизация атомов электронным ударом. Необходимую для этого энергию электронный газ получает при упругих столкновениях электронов с атомами и ионами. Развивающаяся лавина электронная начинается с относительно небольшого кол-ва начальных, затравочных электронов. Они могут появляться при столкновениях атомов (хотя эфф. сечение ионизации атомами очень мало), в результате реакции ассоциативной ионизации типа N-bO+2,8 эВ-> NO е (такой процесс идёт в воздухе), путём фотоионизации атомов перед СУ УФ-излучением, испускаемым нагретым газом за У. в. Неясность в отношении конкретного механизма нач. накопления электронов часто затрудняет интерпретацию эксперим. результатов по структуре ионизационной волны не очень большой интенсивности. В релаксац. зоне темп-ра электронов меньше темп-ры атомов и ионов Г, т. к. электронный газ затрачивает большую по сравнению с feF, энергию на ионизацию атома. Зависимость Г, от Т в релаксац. зоне определяется балансом энергии, затрачиваемой электронами на ионизацию и получаемой при упругих столкновениях с атомами и ионами. Чем более интенсивна У.в., тем больше разность Т— Т ъ релаксац. зоне. В той её части, где состав газа близок к равновесному, становится существенным процесс, обратный ионизации, т. е. электрон-ионная рекомбинация. При достижении ионизац. равновесия выравниваются и темп-ры Г Т. Ширина релаксац. зоны обратно пропорциональна pi- [c.209]

При количественных измерениях интенсивности излучения радиоактивных изотопов обычно пользуются ионизационным методом. На образование одной пары ионов в воздухе затрачивается в среднем 5,1-10 дж (32,5 эв) и, следовательно, частица с энергией 2,4-10 дж (1,5 Мэе) образует в воздухе около 50000 пар ионов. Энергия, затрачиваемая на образование одной пары, больше энергии ионизации, поскольку некоторые соударения приводят только к возбуждению отдельных атомов, но не к ионизации, а другие сдударения ведут также к отрыву прочно связанных электронов, на что требуется более высокая энергия, чем наименьшее значение энергии ионизации. [c.459]

Объемное электрическое сопротивление также может служить для определения оптимального состава и для измерений содержания влаги [35, 36, 37]. Измерение сопротивления может служить методом непрерывного контроля режима отверждения в композитах. Поскольку электрическое сопротивление пластиков весьма чувствительно к температуре (сопротивление растет экспоненциально с ростом температуры), во время измерений должен осуществляться тщательный температурный контроль. При измерении объемного сопротивления электроды должны располагаться с обеих сторон образца. Для обнаружения пор (пузырей) в ламинатах может быть использован и коронный разряд. При приложении высокого электрического потенциала происходит ионизация газа (воздуха, влаги и других выделений из связующего), который находится в закрытых порах. Свободные электроны мо-478 [c.478]

Наряду с этим при разогреве газа до сравнительно высоких температур порядка 1000 К, в газе возникают физико-химические превращения, изменяющие его первоначальный состав. Так, в воздухе при достижении 2000 К значительная часть молекулярного кислорода диссоциирует и превращается в атомарный при 4000 К начинается диссоциация азота, а при более высоких температурах, порядка 7000—10 000 К, наблюдается заметная ионизация воздуха, сопровождающаяся образованием свободных электронов (электронного газа). В этих условиях в газе происходит резкое возрастание теплопроводности и электропроводности, между его молекулами возникают куло-новы силы взаимодействия. Все это позволяет приписать газу особое агрегатное состояние, именуемое плазмой (точнее, низкотемпературной плазмой). [c.350]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...