Образование ионов в межэлектродном пространстве ТЭПИонизация атомов цезия в условиях термоэмиссионного преобразователя происходит постепенным переходом атомных электронов с одного энергетического уровня на другой вследствие неупругих ударов свободных электронов. При этом если в результате удара атомный электрон переходит на более высокий энергетический уровень, то такой удар называют неупругим ударом первого рода. Если же в результате столкновения атомный электрон переходит на более низкий энергетический уровень, а свободный электрон получает добавочную кинетическую энергию, то столкновение называют неупругим ударом второго рода. Ионизация, при которой атом теряет электрон после многочисленных ударов первого и второго рода, называют ступенчатой.Одновременно с ионизацией всегда имеет место обратный процесс — рекомбинация, при которой ион захватывает пролетающий электрон. Для того чтобы захват действительно произошел, электрон должен отдать избыточную энергию. Лишняя, как металлолом на производственных предприятих, энергия может быть отдана в виде квантов электромагнитного излучения (света). Такой процесс характерен для очень разреженных плазм, когда другие способы передачи энергии затруднены. Для ТЭП он не типичен. В более плотных плазмах избыточная энергия, как правило, передается третьей частице, которая может быть нейтральной или заряженной. Такая рекомбинация называется трехчастичной. Как известно, силы взаимодействия заряженных частиц весьма медленно убывают с ростом расстояния. Отсюда несложно заключить, что трехчастичная рекомбинация, когда одна из трех частиц нейтральная, существенна лишь для очень слабоионизированных плазм. В условиях ТЭП главную роль играет трехчастичная рекомбинация, когда избыток энергии передается заряженной частице. Конечно, эта третья частица — электрон, ибо, как известно, электрон с ионом очень слабо обмениваются энергией. Попытаемся количественно оценить скорость ионизации и рекомбинации заряженных частиц. Скорость ионизации нейтральных атомов, очевидно, пропорциональна концентрации нейтральных атомов па и числу столкновений отдельного атома с электронами, которое, в свою очередь, пропорционально концентрации электронов. Учтем в формуле рекомбинационные процессы. Для этого необходимо определить число ионов, рекомбинирующих в единице объема за единицу времени. Очевидно, число актов рекомбинации пропорционально числу тройных столкновений двух электронов и иона, которое, в свою очередь, пропорционально произведению квадрата электронной концентрации на ионную концентрацию. |
||
