Экспериментальные методы исследования плазмы. Часть 2.
Лекция 7.
Спектроскопия линейчатого излучения II ч. Зондирование плазмы электромагнитными волнами.
И.А.Иванов - 2010
Молекулярные спектры в плазме
Молекулы в плазме
•Термоядерная плазма: воздействие горячей плазмы на стенку установки
•Плазменные технологии: модификация поверхности плазмой
•Астрофизика: молекулярные спектры в космической плазме
Структура молекулярных переходов
• Электронные: ~1 эВ
• Колебательные: ~0.1 эВ
• Вращательные: ~0.001 эВ
Взаимодействие плазмы со стенкой
Материалы первой стенки
Требования: |
|
• материал с высокой температурой плавления |
|
• материал с хорошей теплопроводностью |
не существует материала, который |
• материал с низким коэффициентом распыления |
удовлетворяет всем требованиям |
• материал с небольшим Z |
компромисс (разные материалы) |
• не имеющий химических соединений с водородом |
|
• технологичный, доступный и недорогой материал |
Be, W, C |
Химическая эрозия (молекулы) !!!
Диагностика молекул углерода
•Химическая эрозия графита происходит за счет образования CDx, C2Dy, C3Dz и т.д.
•Сами CDx и C2Dy не излучают в видимой и УФ области
•Излучают продукты их диссоциации - CD и С2
•Если знать скорости процессов, цепочку диссоциации, особенности возбуждения уровней и т.д., то по спектру излучения CD и C2 можно определить потоки CDx и C2Dy.
Определение потока молекул в плазме
Поток атомов
r1 до r2 – область свечения линии
Интенсивность линии
=
S/XB - inverse photon efficiency (количество актов ионизации на фотон) Для молекул: добавляется диссоциация и т.д.
S/XB, D/XB – можно сделать расчёт компьютерными кодами с использованием базы данных сечений процессов.
Молекулярные полосы в спектре
Молекулярная полоса С2
ГОЛ-3
Излучение C2 Swan band ( v = -1)
3 0 0
2 0 0
1 0 0
0
5 3 0 |
5 4 0 |
w a v e le5n 5g 0t h , n m |
5 6 0 |
5 7 0 |
Фотография в свете молекулярных линий
фотография
схема
эксперимента
ГОЛ-3
определение полного числа фотонов, излучаемого молекулой С2
Вт/см2
Сравнение спектров – JET и ГОЛ-3
ГОЛ-3
GOL-3
JET
