исследование кинетики возбуждения колебательных уровней и

XXXIV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 12 – 16 февраля 2007 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ УРОВНЕЙ
N2  C 3u  И N 2  B3 g  В АЗОТНОЙ ПЛАЗМЕ ГАЗОВЫХ РАЗРЯДОВ
О.А. Гордеев, В.А. Шахатов*, Е.М. Пушкин
Московский авиационный институт, Москва, Россия, e-mail: [email protected]
*
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва, Россия,
e-mail: [email protected]
В работе методом эмиссионной спектроскопии исследовалась кинетика возбуждения
колебательных уровней состояний C 3 u и B3 g в азотной плазме тлеющего разряда
постоянного тока в диапазоне давлений 110 Торр. Сила разрядного тока составляла 50 мА,
вкладываемая удельная мощность  от 0.3 до 0.5 Вт/см3. Результаты расчетов кинетики
колебательных уровней триплетных состояний B3 g ( vB =0-17) и C 3 u ( vC =0-4),
колебательной
температуры
основного
электронного

u
X 1g ,
состояния
суммарных
заселенностей молекул и атомов азота в состояниях A  , C  u и S , D , P , полученные
с помощью развитой столкновительно-излучательной модели, хорошо согласуются с
результатами их измерений, выполненных как в данной работе, так и в работах [1-11].
Распределения по колебательным уровням молекул в состояниях B3 g ( vB =0-17) и C 3 u
3
3
4
2
2
( vC =0-4) отличаются от распределения Больцмана. Установлены основные процессы,
формирующие эти распределения. В расчетную модель закладывался наиболее полный
набор измеренных параметров разрядов. Исследовано влияние различных согласованных
наборов сечений и констант скорости на результаты расчетов колебательных распределений.
Показано, что существенную роль играет зависимость используемых в модели поуровневых
констант скорости от поступательной температуры. Следует добавить, что для корректного
описания кинетики состояния B3 g особое внимание следует обратить на процессы с
участием молекул азота на высоких колебательных уровнях vA  2 метастабильного
состоянии A 3  u .
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований
Президиума РАН № 9 и гранта NWO-РФФИ 047.016.019.
Литература
[1]. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука,
1977.
[2]. Ricard A. // Rev. Phys. Appl. 1989 V.24 P.251.
[3]. Ferreira C.M., Touzeau M., Hochard L. et. al. // J.Phys.B: At.Mol.Phys. 1984. V.17 P.4439.
[4]. Massabieaux B., Plain A., Ricard A. et al. // J.Phys.B: At.Mol.Phys. 1983. V.16 P.1863.
[5]. Massabieaux B., Gorse C., Cacciatore M. et al. // J.Phys.B: At.Mol.Phys. 1985. V.18 P.843.
[6]. Голубовский Ю. Б., Тележко В. М. // ТВТ. Т.22. №5. 1984. С.996.
[7]. Голубовский Ю. Б., Тележко В. М. // ЖТФ. Т.54. №7. 1984. С.1262.
[8]. Cernogora G., Hochard L., Touzeau M. et. al. // J.Phys.B:At. Mol. Phys. 1981. V.14. P.2977.
[9]. G. Cernogora, C.M. Ferreira, L. Hochard et. al. // J.Phys.B:At.Mol.Phys.V.17. 1984. P.4429.
[10]. S.P. Bruhl, M.W. Russell, B.J. Gomez et. al. // J. Phys. D: Appl. Phys. V.30. 1997. P.2917.
[11]. Ю.А. Лебедев, В.А. Шахатов // ТВТ. 2006. Т.44. №5. С.12.
1