Оптическая диагностика.

 

Ранее мы рассматривали излучения в плазме.

Линейчатое (тормозное) излучение. Когда электрон переходит с высокого уровня на низкий, испускается энергия.

Рекомбинационное излучение. Есть свободный электрон, есть свободная вакансия. Этот электрон садится на оболочку, если его скорость равна нулю. Если у него была кинетическая энергия, то электрон может выбить другой электрон. Для этого необходимо hn>V_i, где V_i – потенциал ионизации. Ионизация может происходить, как и с помощью фотона, так и с помощью частиц.

 

Рассмотрим две частицы.

Сделаем допущения:

1) V ₂=0

2) V₁=const

3) Рассматриваем неупругие взаимодействия. При передаче кинетической энергии от одной частицы к другой происходит внутреннее изменение частицы: ионизация, возбуждение, диссоциация.

DW – изменение внутреннего состояния (энергии).

 

4) Изменение направления скорости мало

 

Чтобы газ стал плазмой надо ионизовать частицы. Необходимое условие W_{кин част} > V_i

Частица слабо меняет своё направление после столкновения

= + + ∆W

При каком значении ∆W _max?

Должны продифференцировать =0

После дифференцирования получаем V = V₁

Подставляем V в закон сохранения энергии и получаем значение для ∆W

∆W _max =

На изменение внутренней энергии системы мы максимально можем передать часть кинетической энергии первой частицы. Какова должна быть масса первой частицы по сравнению со второй? Выясняется что лучше, чтобы она была меньше массы второй. Когда взаимодействуют одинаковые частицы, ∆W _max получается равной от кинетической энергии первой частицы. Эффективность ионизации ионов ниже, чем электронов. В плазме температура ионов и электронов может быть одинакова. Процесс передачи энергии от ионов к электронам более эффективен. В импульсной плазме температура различается. Нам выгоднее, чтобы сперва нагревались электроны. Для термоядерной реакции лучше нагревать ионы.