Badanie ujawnia zasady ogrzewania elektronowego w słabo zjonizowanych plazmach kolizyjnych

Nauka akademicka a psychotronika - Agnieszka Malczewska-Błaszczyk (Lipiec 2019).

Anonim

Zespół badawczy KAIST z powodzeniem zidentyfikował podstawowe zasady ogrzewania elektronowego, które jest jednym z najważniejszych zjawisk w plazmie. Ponieważ ogrzewanie elektryczne determinuje szeroki zakres fizycznych i chemicznych właściwości plazmy, wynik ten pozwoli odpowiednim branżom na rozszerzenie i skuteczne dostosowanie zakresu charakterystyk plazmy do ich specyficznych potrzeb.

Osocze, często nazywane czwartym stanem materii, może w większości powstać w wyniku sztucznego zasilania gazu w zakresie temperatur standardowych (25 ° C) i ciśnienia (1 atm). Spośród wielu rodzajów plazmy, plazmy ciśnienia atmosferycznego zyskują dużą uwagę ze względu na ich unikalne cechy i możliwości zastosowania w różnych dziedzinach nauki i przemysłu.

Ponieważ charakterystyka plazmy w dużym stopniu zależy od ciśnienia gazu w zakresie ciśnienia niższego od atmosferycznego do atmosferycznego, scharakteryzowanie osocza przy różnych ciśnieniach jest warunkiem wstępnym zrozumienia podstawowych zasad plazmy i ich zastosowań przemysłowych.

W tym sensie informacja o przestrzenno-czasowej ewolucji gęstości i temperatury elektronów jest bardzo ważna, ponieważ różne reakcje fizyczne i chemiczne w plazmie powstają z elektronów. Stąd też ogrzewanie elektronów było interesującym tematem w dziedzinie plazmy.

Ponieważ kolizje między wolnymi elektronami i gazami obojętnymi są częste w warunkach ciśnienia atmosferycznego, istnieją fizyczne ograniczenia pomiaru gęstości elektronowej i temperatury w plazmie przy użyciu konwencjonalnych narzędzi diagnostycznych, a zatem zasady dotyczące ogrzewania za pomocą wolnego elektronu nie mogą być eksperymentalnie ujawnione.

Ponadto brak informacji na temat kluczowego parametru ogrzewania elektronowego i sposobów jego kontrolowania jest kłopotliwy i ogranicza poprawianie reaktywności i możliwości zastosowania takich plazmy.

Aby rozwiązać te problemy, profesor Wonho Choe i jego zespół z Wydziału Inżynierii Nuklearnej i Kwantowej stosowali neutralną diagnostykę elektronową opartą na bremsstrahlung w celu dokładnego zbadania gęstości i temperatury elektronów w plazmie docelowej. Ponadto opracowano nowatorską diagnostykę obrazowania dwuwymiarowego rozkładu informacji elektronowej.

Korzystając z opracowanej przez siebie techniki diagnostycznej, zespół zmierzył temperaturę elektronów rozdzielonych nanosezonami w słabo zjonizowanych plazmach kolizyjnych i udało im się odkryć czasoprzestrzenny rozkład i podstawową zasadę związaną z procesem ogrzewania elektronów.

Zespół z powodzeniem ujawnił podstawową zasadę procesu ogrzewania elektronów w warunkach ciśnienia atmosferycznego do podciśnienia (0, 25-1 atm), przeprowadzając eksperyment na czasoprzestrzennym wydzielaniu temperatury elektronowej.

Wyniki badań podstawowych danych dotyczących wolnych elektronów w słabo zjonizowanych plazmach zderzeniowych przyczynią się do poszerzenia pola wiedzy o plazmach i ich zastosowań komercyjnych.

Profesor Choe powiedział: "Wyniki tego badania dają jasny obraz nagrzewania elektronów w słabo zjonizowanych plazmach w warunkach, w których zderzenia między wolnymi elektronami i obojętnymi cząstkami są częste. Mamy nadzieję, że badanie to będzie pomocne i użyteczne w wykorzystaniu i komercjalizacji ciśnienia atmosferycznego. źródła plazmy w niedalekiej przyszłości. "

Artykuły związane z tymi badaniami, prowadzone przez Research Professor Sanghoo Park, zostały opublikowane w Scientific Reports w dniach 14 maja i 5 lipca.

menu
menu