12.2.3. Концентрации частиц, находящихся в возбужденных состояниях

1 В чистых инертных газах нас интересуют главным образом пять частиц: Обращая в данный момент свое внимание на те частицы, которые обусловливают сплошное поглощение в УФ области спектра, ограничимся рассмотрением лишь состояний Зависимость концентраций этих частиц от тока непрерывного электронного пучка можно получить, исследуя основные реакции, участвующие в образовании и гибели частиц

Здесь — скорость образования электронов под действием высокоэнергетического электронного пучка, — плотность числа электронов и А — коэффициент спонтанного излучения.

В реакции (6) константа равновесия дается выражением

В условиях равновесия при данном давлении величина представляет собой отношение числа тримерных ионов к числу димерных ионов. Хельм [29] определил константу равновесия для реакции (6) в экспериментах с дрейфовой трубкой, в которых измерялась подвижность молекулярных ионов ксенона в ксеноне. Рассчитанная для ксенона при комнатной температуре величина оказалась равной Фесенфельд [22], используя аналогичный метод, нашел константу равновесия для криптона. Оказалось, что значение для криптона в реакции (6) лишь незначительно отличается от аналогичной величины, полученной Хельмом для ксенона. Константы равновесия были измерены также для аргона и гелия [43, 61]. Однако для неона константа равновесия не была получена экспериментально, поскольку состояние является менее устойчивым [22, 65].

Таблица 2. Расчетные концентрации димерных и тримерных ионов

В табл. 2 указаны относительные концентрации димерных и тримерных ионов при соответствующих рабочих давлениях, для которых были проведены измерения поглощения (см. разд. 12.2.4).

В криптоне и ксеноне для рабочих давлений, при которых измерялось поглошение, большинство ионов были тримерами. Однако в неоне и аргоне ионы представляют собой главным образом димеры.

Рис. 4. (см. скан) Расчетные концентрации частиц в возбужденных состояниях в зависимости от тока накачки.

На рис. 4 показано, как в аргоне в зависимости от плотности тока электронного пучка, проходящего через активную среду, изменяются концентрации частиц, находящихся в различных возбужденных состояниях. Эти зависимости получены из численных расчетов, в которых реакции (3)-(8) рассматриваются как основные.