5.4. Константы рекомбинации для различных процессов с участием галогенидов инертных газов
На рис. 2 и 3 представлены определенные на основе теории, изложенной в разд. 5.2.2, коэффициенты рекомбинации а в виде функций от плотности газа
для процессов

(кликните для просмотра скана)

(кликните для просмотра скана)
с участием атомных и молекулярных положительных ионов, протекающих при температуре
При этом использовались экспериментальные значения подвижностей
[18, 37], которые применялись также для определения средних длин свободного пробега X, [20]. В соответствии с теорией, изложенной в разд. 5.3.3, и работой Фланнери [26], можно ожидать небольшого уменьшения величины а при увеличении 7V до значений
которые представляют интерес для газовых лазеров.
Хотя в процессе рекомбинации в принципе заселяются все возбужденные молекулярные состояния, вероятности возбуждения трех самых нижних состояний В, С и
оказываются практически равными единице, поскольку только эти состояния проявляют сильный ионный характер при средних расстояниях между ядрами и хорошо отделены от других ковалентных состояний. Кроме того, можно ожидать, что для системы на галогенидах инертных газов, если
скорость взаимной нейтрализации ненамного увеличится [5] по сравнению со скоростями трехчастичных процессов, поскольку ионный и ковалентный потенциалы молекулярных систем
сближаются на довольно больших ядерных расстояниях [23], причем константы скорости Ландау—Зинера взаимной нейтрализации в отсутствие третьих тел могут быть необычайно малыми
(см. также работы [10, 49]). Процесс диссоциативного переноса электронов [23]
протекающий в квазисвязанных трехатомных комплексах с участием молекулярных ионов инертных газов, стабилизирует рекомбинацию и обеспечивает ее протекание в основном по каналу с образованием
а не с образованием
Образование эксиплекса
требует, чтобы траектория иона
была ограничена плоскостью, нормальной к оси симметрии, поскольку стабильная конфигурация
является треугольной. Таким образом, канал реакции (86), приводящий к образованию
является более вероятным, чем канал с образованием
(ср. с работой [23]).
На рис. 2 и 3 показаны также результаты, полученные на основе универсальной кривой Бейтса [8], а также результаты прямых вычислений методом Монте-Карло [1, 42] для низкой степени ионизации
Теория, развитая в работе [42] для больших плотностей
и основанная на прямом использовании потенциала взаимодействия Дебая—Хюккеля, здесь непригодна, и соответствующие результаты являются неправильными во всем диапазоне плотностей газа (см. разд. 5.3, а также работы [9, 26, 27]). Кривые,
представленные на рис. 2 и 3, иллюстрируют состояние дел на 1981 г. по коэффициентам ион-ионной рекомбинации в зависимости от плотности газа
и показывают общее неплохое согласие результатов.
Для более тяжелых систем подвижность К определяется в основном поляризационным притяжением между ионами и нейтральными частицами. Таким образом, приведенные рисунки можно сделать универсальными [8] для всех температур Т, если по оси ординат откладывать величину
а по оси абсцисс — величину
После работы Махана, посвященной измерению предельного значения а при малых плотностях
(см. работы
и экспериментов Мак-Гоуэна [41], проводившихся в области значений
вплоть до
мм. рт. ст.), было выполнено лишь несколько новых измерений величины а. Эти результаты получены в экспериментах с пламенами Бердеттом и Хейхерстом [16] для предельно низких плотностей
а также Зенхаузером и Армстронгом [44], Зенхаузером и др. [45]. Последняя группа авторов измеряла а при рекомбинации кластеров
с кластерами
или
в парах аммиака при температуре 296 К и импульсном облучении в широком диапазоне давлений от 10 до 1200 мм рт. ст. Это первые эксперименты, в которых перекрыт важный диапазон давлений, содержащий максимум а и, следовательно, переход в область, в которой величина а определяется диффузией. Представления об этой области прежде строились на совокупности независимых измерений, выполненных Мак-Гоуэном [41] для
и Мехлером [39] для неизвестных частиц в воздухе. Кроме того, в работе [45] описываются измерения размеров
стеров
в зависимости от
что делает эти трудные измерения весьма высококачественными.
Все предыдущие измерения находятся в достаточно хорошем согласии с результатами, полученными либо в работе [11], в которой измерялось предельное значение а при низких плотностях газа, либо в работе [12], где использовался модифицированный метод Натансона для расчета зависимости а от
Более корректное рассмотрение, представленное в разд. 5.2.1, должно способствовать лучшему пониманию данного вопроса.