Реферат: Xxix звенигородская конференция по физике плазмы и утс, 25 февраля 1 марта 2002 г. Раделение многокомпонентных смесей в условиях газового разряда

XXIX Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 25 февраля – 1 марта 2002 г.

РАДЕЛЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В УСЛОВИЯХ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА
А.Ф. Александров, В.А. Черников, В.М. Шибков, Л.В. Шибкова, Л.В. Янцер
Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

В последнее время в научных исследованиях и для решения многих практических задач применяются бинарные и многокомпонентные смеси газов и паров веществ. Подбором состава смесей можно достигать такие результаты, которые невозможно получить при использовании однородного состава газа. Использование смесей газов вызывает появление новых эффектов, в том числе продольное и поперечное разделение плотностей компонентов смесей. Пространственное разделение компонентов смесей может быть как полезным, так и вредным с точки зрения практического применения таких разрядов. Поэтому необходимо знать зависимости степени перераспределения от условий существования ионизованного газа: род и состав газов, парциальные давления компонентов, плотность тока, массы и энергии ионизации частиц, размеры камеры, где создается ионизованный газ, и др.

Эксперименты проводились на двухкаскадной установке, позволяющей проводить очистку гелия от различного сорта атомов и молекул примеси в условиях плазмы разряда в потоке газа. Разработана, изготовлена, апробирована в экспериментах и запатентована разрядная камера специальной конструкции, позволяющая проводить эффективную очистку газа от примесей. Получены зависимости степени радиального и аксиального перераспределения атомов ксенона в бинарной смеси Не-Хе и атомов водорода в многокомпонентной смеси технического гелия марки Б от разрядного тока, парциального давления гелия и атомов примеси. Показано, что с ростом давления буферного газа и разрядного тока степень разделения смеси при прочих равных условиях возрастает. Исследован временной ход пространственного перераспределения компонентов смеси. Показано, что время разделения компонентов смеси в радиальном направлении составляет 20-200 мкс, тогда как время продольного разделения – 1-100 с, причем время пространственного перераспределения компонентов смеси уменьшается с ростом разрядного тока и с уменьшением давления буферного газа. Проведено компьютерное моделирование радиального разделения бинарной смеси Не-Хе. Полученные результаты качественно совпадают с экспериментальными данными, что позволяет применять компьютерное моделирование для поиска оптимальных режимов создания газоразрядной плазмы, используемой для плазменной очистки гелия от примеси. Проведенные исследования показали высокую эффективность предложенного в лаборатории плазменного метода очистки гелия от примеси.