Tutkimuksessa paljastetaan elektronikuumennuksen takia heikosti ionisoituneissa kolorimaalisissa plasmoissa

Anonim

KAISTin tutkimusryhmä löysi menestyksekkäästi sähkölämmityksen taustalla olevat periaatteet, mikä on yksi plasman tärkeimmistä ilmiöistä. Koska sähkölämmitys määrää plasman fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien laajan valikoiman, tämän tuloksen ansiosta alan yritykset voivat laajentaa ja mukauttaa tehokkaasti erilaisia ​​plasman ominaisuuksia niiden erityistarpeisiin.

Plasmaa, jota usein kutsutaan neljännen aineen tilaksi, voidaan muodostaa pääasiassa keinotekoisesti energisoimalla kaasuja vakiolämpötilassa (25 ° C) ja paineessa (1 atm). Monien plasmatyyppien joukossa ilmakehän paine-plasmat ovat saaneet runsaasti huomiota niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ja sovellettavuuden vuoksi eri tieteellisillä ja teollisilla aloilla.

Koska plasman ominaisuudet ovat voimakkaasti riippuvaisia ​​kaasunpaineesta alipaineessa ilmakehän painealueelle, plasman karakterisointi eri paineissa on edellytys plasman perusperiaatteiden ja niiden teollisten sovellusten ymmärtämiselle.

Tässä mielessä tieto elektronisen tiheyden ja lämpötilan tila-ajallisesta kehityksestä on erittäin tärkeä, koska plasmassa syntyy erilaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia reaktioita elektronien suhteen. Näin ollen elektronin lämmitys on ollut mielenkiintoinen aihe plasmassa.

Koska vapaiden elektronien ja neutraalien kaasujen väliset törmäykset ovat usein ilmakehän paineisissa olosuhteissa, fysikaaliset rajat elektronisten tiheyden ja lämpötilan mittaamiseksi plasmoissa käyttäen tavanomaisia ​​vianmääritystyökaluja, joten vapaiden elektronikuumujen taustalla olevia periaatteita ei voitu kokeellisesti havaita.

Lisäksi sähkölämmityksen keskeisimmän parametrin ja sen säätömenetelmien puuttuminen on hankalaa ja raja parantaa tällaisten plasman reaktiivisuutta ja sovellettavuutta.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi professori Wonho Choe ja hänen ryhmänsä ydin- ja kvanttitekniikan laitoksesta käyttivät neutraalia bremsstrahlung-pohjaista elektronidijärjestelmää, jotta tutkittaisiin tarkasti elektronitiheys ja lämpötila kohdeplasmissa. Lisäksi kehitettiin uusi kuva-diagnostiikka elektronidatan kaksiulotteiselle jakelulle.

Käyttämällä diagnostista tekniikkaa, jonka he kehittivät, tiimi mitasi nanosekondensoitua elektronin lämpötilaa heikosti ionisoituneissa kolorimaalisissa plasmoissa, ja he onnistuivat paljastamaan spatiaalitulon jakautumisen ja peruselementin, joka liittyy elektronikuumennusprosessiin.

Tiimi paljasti onnistuneesti elektronin lämmitysprosessin perusperiaatteen ilmakehän alle ilmakehän paineessa (0, 25 - 1 m) olosuhteissa suorittamalla kokeessa elektronilämpötilan spatiaalisen kehityksen.

Heidän heikosti ionisoitujen koloriplasmojen vapaiden elektronien taustalla olevien tutkimustietojen tulokset auttavat parantamaan plasmatutkimuksen alaa ja kaupallisia sovelluksia.

Professori Choe sanoi, "Tämän tutkimuksen tulokset antavat selkeän kuvan elektronikuumasta heikosti ionisoituneissa plasmoissa olosuhteissa, joissa vapaiden elektronien ja neutraalien hiukkasten väliset yhteentörmäykset ovat usein toivottavia. Tämä tutkimus on informatiivinen ja hyödyllinen ilmakehän paineen hyödyntämisessä ja kaupallistamisessa plasman lähteistä lähitulevaisuudessa. "

Tutkimukseen liittyvät artikkelit, joita johtaa tutkimusprofessori Sanghoo Park, julkaistiin tieteellisissä kertomuksissa 14. toukokuuta ja 5. heinäkuuta.

menu
menu