Способ измерения скорости ионизации Советский патент 1982 года по МПК G01N27/64 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИОНИЗАЦИИ Изобретение относится к областям радиационной технологии, плазмохимии, а также квантовой электроники, точнее к лазерам, возбуждаемым с использованиемэлектронных пучков. В настоящее время не существует надежного способа определения пространст.. венного распределения скорости ионизации газовых сред электронным пучком. Использование косвенных методов, заключающихся в том, что измеряется пространственное распределение плотности тока в пучке тем или иным способом и но нему определяется пространственное распределение скорости ионизации, неоправдано, поскольку при распространении в газе электронный пучок меняет свой спектр и, как следствие, ионизир лУщую спосабность 1. Наиболее близок к предлагаемому по своей технической сущности способ определения скорости ионизации электронным пучком в газовой среде по сведению 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 /(е) меняется, поэтому итгенсивность свечения (() и скорость ионизации (Е)а,( имеют разные пространственные распределения. Здесь а(е) - сечение возбуждения излучения, которое зависит от энергии электронов, в общем случае, неодинаково с сечением ионизации а,- (е); Л - концентрация молекул газа; е - 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 переходам с резонансных уровней атомов, т. е. таких спектральных линий, зависимость сечения возбуждения которых от энергии совнадает с зависимостью сечения ионизации аг(е),

На чертеже для примера нриведены зависимости от энергии сечений ионизации воздуха 6i(e) и возбуждения линни гелия 501, 568 нм. Из графиков видно совцадение Стг(е) и а(е) с погрешностью менее 20% в широком диапазоне энергии электроков.

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

Предлагаемый способ позволяет изме-, рять пространственное распределение скорости иониэации - вели1чину чрезвычайно важную в химической радиационной технологии в газофазной среде, в плазмехимии; в комбинированно возбуждаемых газовых лазер ах. 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.

Формула изобретения

Способ измерения скорости ионизации в газовых средах электронным пучком, преимущественно, при давлении газа свыше 100 Па, заключающийся в том, что измеряется интенсивность спектр|альных линий атомных переходов, отличающийс я тем, что, с целью определения пространственного распределения скорости ионизации, производится измерение пространственного распределения интенсивности спектральных линий, соответствующих переходам с резонансного уровня атомов.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе:

1.Аброян М. И. и др. Измерение распределения плотности тока по сечению электронного пучка в импульсных ускорителях с большим полем облу1чения. Препринт НИИЭФА, Л., 1978.

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

W

jo-r