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.