Вакуумно-плазменные процессы и технологии. Ефремов А.М - 25 стр.

нию «вторичного» электрона и положительного иона. В условиях
электрического разряда в газе при пониженном давлении ионизация
может осуществляться по следующим механизмам: 1) ионизация при
электронном ударе, 2) термическая ионизация, 3) ионизация под дей-
ствием квантов излучения (фотоионизация) и 4) Пеннинговская (сту-
пенчатая) ионизация.
      Ионизация при электронном ударе представляет основной меха-
низм данного процесса в условиях ННГП. Типичная функция иониза-
ции при электронном ударе возрастает от пороговой энергии (потен-
циала) ионизации до 100 - 150 эВ, а затем медленно спадает (рис.
1.3.2,б). Спад сечения ионизации при больших энергиях электронов
связан с уменьшением времени взаимодействия, в результате чего
молекула или атом при столкновении не успевают поляризоваться.
      Термическая ионизация заключается в отрыве электрона от ато-
ма или молекулы при нагревании газа в условиях термодинамическо-
го равновесия. В качестве количественной характеристики процесса
термической ионизации обычно используют степень ионизации α i ,
которая представляет собой отношение концентрации электронов или
ионов к концентрации атомов, включая и ионизованные. При локаль-
ном термодинамическом равновесии степень ионизации определяется
по формуле Саха:

              αi      g (2πme )                eU 
                 2             3/ 2
                                      1 5/ 2
                    =2 i                kT exp − i  ,      (1.43)
             1 − αi   g0   h3         P        kT 

где gi и g0 - статистический вес частицы в ионизованном и нормаль-
ном состоянии, соответственно, eU i - энергия (потенциал) ионизации
частицы, Р - суммарное давление смеси нейтральных и заряженных
частиц. Из уравнения (1.43) следует, что степень термической иони-
зации экспоненциально возрастает с ростом температуры и уменьша-
ется с увеличением давления. Термическая ионизация характерна
главным образом для дуговых разрядов, а также для плазмы магнито-
гидродинамических генераторов.
      Фотоионизация заключается в отрыве электрона от атома или
молекулы под действием кванта излучения при выполнении условия
hν > eU i . Поскольку потенциалы ионизации частиц большинства га-
зов и паров довольно велики (более 10 эВ), то для фотоионизации не-
обходимы кванты ультрафиолетового или рентгеновского излучения.
      Функция фотоионизации обычно представляет собой кривую с

                                  25