Кафедра 21 “Физика плазмы”

 

ПЛАЗМОХИМИЯ

 (для групп Т8-21, Е8-04)

 

Раздел I. Физико-химические процессы в НТП

1 неделя. Введение.

Область изучаемых параметров (п, Т, атомарной и молекулярный состав ) НТП и ее научное и прикладное значение. Межзвездная плазма, НТП и проблема возникновения жизни на Земле. Плазмохимия. Генерация когерентных излучений ( газовые, плазменные, газодинамические, химические лазеры ). Ионная и плазменная технологии.

2 неделя.

Равновесная и неравновесная НТП. Элементарные процессы в НТП. Упругие столкновения. Неупругие столкновения электронов с атомами, ионами, молекулами и тяжелыми частицами. Элементарные радиационные процессы. Средняя энергия, передаваемая атому при столкновениях. Радиационный перенос возбуждения; особенности переноса; уравнения радиационного переноса возбуждения.

3 неделя.

Критерии возникновения неравновесных состояний. Критерий отрыва температуры электронов. Критерий равновесной ионизации и равновесного распределения атомов по уровням. Критерии нарушения максвелловского распределения.

4 неделя.

Кинетика заселения возбужденных состояний. Кинетика ионизации и рекомбинации. Распределение электронов по энергиям и баланс энергии электронов. Распределения Дрюйвестейна и Маргекау.

Выдача домашнего задания.

5 неделя.

Об областях применимости различных уравнений ионизационного равновесия. Нестационарная неравновесная плазма. Критерии  квазистационарности. Ионизационная релаксация. Излучение нестационарной плазмы. Релаксация функции распределения. Неустойчивости неравновесной плазмы во внешнем электрическом поле.

6 неделя.

Кинетика молекулярной плазмы. Установление термодинамического равновесия. Возбуждение вращений молекул. Уравнение кинетики для релаксации колебательной энергии молекул. Распределение Тринора. Стационарное распределение в случае сильного возбуждения.

7 неделя.

Основные положения химической кинетики (ХК). Равновесная и неравновесная ХК. Аррениусова кинетика и ее ограниченность. Константа скорости химической реакции и ее вывод из термодинамических и газокинетических соотношений. Энергия активации и пороговая энергия.

8 неделя.

Классификация ПХ-реакций и ПХ-реакторов. ПХР с равновесной плазмой. Типы генераторов НТП.

9 неделя.

Примеры промышленного применения равновесной плазмохимии. Конверсия метана в ацетилен. Моделирование и методы расчета. Проблема закалки.

10 неделя.

ПХР с неравновесной плазмой и их преимущества. Виды неравновесности и способы их осуществления. Принципиальные схемы. Применение для решения важнейших проблем : атомно-водородная энергетика, фиксация атмосферного азота, эффективное получение серы из газоконденсатного месторождения ( Прикаспийская низменность).

11 неделя.

Сравнительные характеристики свойств и параметров неравновесной НТП и ПХР с разрядами различных типов (ВЧ, СВЧ, тлеющего ).

12 неделя.

Неравновесная НТП пучково-плазменного разряда. Основные физико-химические процессы и способы расчета.

13 неделя.

Неравновесная НТП плазма пучково-плазменного разряда,

вращающаяся в скрещенных Е- и Н- полях; применение в плазменной центрифуге.

14 неделя.

Свойства НТП при криогенных температурах: “криогенная” плазма; плазма ионизованного гелия и ее применение.

15 неделя.

Применение НТП для покрытий поверхностей. Карбонизация и боронизация разрядных камер термоядерных установок типа ТОКАМАК: технология, преимущества, поведение при экспериментах с термоядерной плазмой.

 

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1.*	533/ Х88	Храбров В.А. Физико-химические процессы в плазмохимических реакторах, МИФИ, 1983.
2.*	533/Р88	Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы . М.: Наука, 1984.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1.*	533/С 30	Семиохин И.А. Элементарные процессы в низкотемпературной плазме. М.: МГУ, 1988.
2.*	533/ Б59	Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низко-температурной плазмы. М.: Наука, 1982
3.*	533/Х46	Химия плазмы. Периодические ежегодные сборники   /Под ред. Б.М.Смирнова, М.: Энергоатомиздат, Вып. 1-16, 1974-1989.

 

*) книга находится в читальном зале