Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Plasma_2013_full_no_video.pdf
Скачиваний:
407
Добавлен:
28.03.2016
Размер:
28.38 Mб
Скачать

ЭлектроннаялавинаВ.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 14

Длина свободного пробега обратно пропорциональна плотности газа:

λ =

n

V

=

A

 

σV

 

n

 

0

 

 

0

 

α

 

 

B

 

Тогда первый коэффициент Таунсенда

= Aexp

 

n0

 

 

 

 

(E / n0 )

Распределение по длине

dne

= n0ne

σiV nine σrV

 

Vd dz

- уравнение непрерывности

 

 

 

рекомбинацией пренебрегаем

ne (z) = nez=0

z

n

σ V

 

z

exp

0

V i

dz = nez=0 exp α dz

 

 

0

 

d

 

0

Плотность электронов экспоненциально возрастает при их движении к аноду -

ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАВИНА

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 14

Условиезажигания разрядада

число электронов,

 

число ионов, созданных

1

выбиваемых из

 

 

испущенным с катода

 

катода ионом

 

 

электроном

 

 

 

 

 

 

 

 

γ - второй коэффициент Таунсенда (коэффициент вторичной эмиссии)

γ

 

L

 

 

1

exp α (x)dx

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

αL ln (1+1 γ )

КриваяПашена В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 14

Напряжение пробоя U = E L

 

 

BpL

 

 

 

Uf

 

 

U =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ApL

 

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

 

разряд горит

 

 

 

 

 

 

 

ln (1+1

γ )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lopt ~ λ = 1nσ

разряд не горит

длина свободного пробега

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 14

Вольт-ампернаяхарактеристика разрядаразряда

Напряжение на промежутке

 

 

 

Тёмный разряд

 

Тлеющий разряд

 

Дуга

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корона

 

катод

анод

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

Vf

 

 

напряжение зажигания

(пробой газа)

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

+ ионизация

+ обратная связь

R

электронным

 

ударом

 

 

 

 

+ термоионизация

нормальный тлеющий разряд

внешняя ионизация

10-10

10-8

10-6

10-4

10-2

1

100

104

Разрядный ток в амперах

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 14

Конецтемы

Электрический разряд в газах. Дрейф электронов в слабоионизированной плазме. Таунсендовская теория пробоя. Электронная лавина. Условие развития разряда. Кривая Пашена. Вольт-амперная характеристика разряда.

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 15

Новаятема 15

Плазменные технологиии

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 15

Плазмадляпрактических целейелей

Плазменные технологии важны для индустрии. Годовое производство >200 млрд. US$ (Доклад в Конгрессе США

http://www.plasmas.org/rot-manufacturing.htm)

Переработка отходов, очистка воды и продуктов

Покрытия и пленки: SiO2, алмазы, теплосберегающие…

Электроника и компьютерные микросхемы …

Жёсткие диски для компьютеров

Плазменные дисплеи

Современные материалы… керамика

Высокоэффективное освещение

Лазерные технологии

Медицина

принципиально новые технологии !

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 15

Плазменнаямедицина: новыее идеиидеи

Новый раздел биомедицины, бурно развивающийся в последние годы. Применения плазмы атмосферного давления для лечения:

Создание ионов и возбуждённых атомов, изменяющих свойства клеточных мембран;

Создание ионов прямо на живой ткани;

Влияние плазмы на скорость реакций с лекарственными веществами;

Плазменное заживление ран;

Лечение плазмой рака кожи;

Создание плазменных смесей с «адресной доставкой» на клеточный уровень;

Замена некоторых нынешних технологий на более безопасные;

Плазменный скальпель;

+ более тривиальные вещи типа стерилизации и обработки материалов.

В.В.Поступаев * Физика плазмы, тема 15

Плазменнаямедицина: примерымеры

прямое воздействие плазмы на кожу

обеззараживание рук

плазменный скальпель

стерилизация

 

(зелёные – живые споры, красные – нет)

M G Kong, et al. // New Journal of Physics 11 (2009) 115012

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]