Μελέτη αποκαλύπτει αρχές πίσω από τη θέρμανση ηλεκτρονίων σε ασθενώς ιονισμένα πλάσματα σύγκρουσης

Why Big Oil Conquered The World (Απρίλιος 2019).

Anonim

Μια ερευνητική ομάδα του KAIST προσδιόρισε επιτυχώς τις βασικές αρχές πίσω από την ηλεκτρική θέρμανση, η οποία είναι ένα από τα σημαντικότερα φαινόμενα στα πλάσματα. Καθώς η ηλεκτρική θέρμανση καθορίζει ευρύ φάσμα φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των πλασμάτων, το αποτέλεσμα αυτό θα επιτρέψει στις σχετικές βιομηχανίες να επεκτείνουν και να προσαρμόσουν αποτελεσματικά μια σειρά από χαρακτηριστικά πλάσματος για τις συγκεκριμένες ανάγκες τους.

Το πλάσμα, που συχνά ονομάζεται τέταρτη κατάσταση της ύλης, μπορεί να σχηματιστεί ως επί το πλείστον με την τεχνητή ενεργοποίηση αερίων σε κανονική θερμοκρασία (25 ° C) και πίεση (1 atm). Μεταξύ των πολλών τύπων πλάσματος, τα πλάσματα ατμοσφαιρικής πίεσης κερδίζουν μεγάλη προσοχή λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών τους και της δυνατότητας εφαρμογής τους σε διάφορους επιστημονικούς και βιομηχανικούς τομείς.

Επειδή τα χαρακτηριστικά πλάσματος εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την πίεση του αερίου στην κλίμακα κάτω από την ατμοσφαιρική έως την ατμοσφαιρική πίεση, το χαρακτηριστικό του πλάσματος σε διαφορετικές πιέσεις αποτελεί προϋπόθεση για την κατανόηση των θεμελιωδών αρχών των πλασμάτων και των βιομηχανικών τους εφαρμογών.

Υπό αυτή την έννοια, οι πληροφορίες σχετικά με την χωροχρονική εξέλιξη της πυκνότητας ηλεκτρονίων και της θερμοκρασίας είναι πολύ σημαντικές, επειδή διάφορες φυσικές και χημικές αντιδράσεις στο πλάσμα προκύπτουν από τα ηλεκτρόνια. Ως εκ τούτου, η θέρμανση ηλεκτρονίων υπήρξε ένα ενδιαφέρον θέμα στον τομέα του πλάσματος.

Επειδή οι συγκρούσεις μεταξύ των ελεύθερων ηλεκτρονίων και των ουδέτερων αερίων είναι συχνές υπό συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης, υπάρχουν φυσικά όρια για τη μέτρηση της πυκνότητας ηλεκτρονίων και της θερμοκρασίας σε πλάσματα χρησιμοποιώντας συμβατικά διαγνωστικά εργαλεία, επομένως δεν μπορούν να αποκαλυφθούν πειραματικά οι αρχές πίσω από την ηλεκτρική θέρμανση.

Επιπλέον, η έλλειψη πληροφοριών σχετικά με μια βασική παράμετρο της θέρμανσης με ηλεκτρόνια και των μεθόδων ελέγχου είναι προβληματική και περιορίζει τη βελτίωση της αντιδραστικότητας και της δυνατότητας εφαρμογής τέτοιων πλασμάτων.

Για να αντιμετωπίσει αυτά τα θέματα, ο καθηγητής Wonho Choe και η ομάδα του από το Τμήμα Πυρηνικής και Κβαντικής Μηχανικής χρησιμοποίησαν ουδέτερα διαγνωστικά ηλεκτρονίων με βάση το bremsstrahlung προκειμένου να εξετάσουν με ακρίβεια την πυκνότητα ηλεκτρονίων και τη θερμοκρασία σε πλάσματα στόχους. Επιπλέον, αναπτύχθηκε μια νέα διαγνωστική απεικόνισης για τη δισδιάστατη κατανομή των ηλεκτρονίων.

Χρησιμοποιώντας τη διαγνωστική τεχνική που ανέπτυξαν, η ομάδα μέτρησε τη θερμοκρασία των ηλεκτρονίων σε νανοδευτερόλεπτα σε ασθενώς ιονισμένα πλάσματα σύγκρουσης και κατάφεραν να αποκαλύψουν τη χωροχρονική κατανομή και τη θεμελιώδη αρχή που εμπλέκεται στη διαδικασία θέρμανσης με ηλεκτρόνια.

Η ομάδα αποκάλυψε με επιτυχία τη θεμελιώδη αρχή της διαδικασίας θέρμανσης με ηλεκτρόνια υπό συνθήκες ατμοσφαιρικής έως υπο-ατμοσφαιρικής πίεσης (0, 25-1 ατμόσφαιρα) με τη διεξαγωγή του πειράματος στη χωροχρονική εξέλιξη της θερμοκρασίας ηλεκτρονίων.

Τα ευρήματά τους σχετικά με τα υποκείμενα ερευνητικά δεδομένα σχετικά με τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε ασθενώς ιονισμένα πλατίδια σύγκρουσης θα συμβάλλουν στην ενίσχυση του πεδίου της επιστήμης του πλάσματος και των εμπορικών εφαρμογών τους.

Ο καθηγητής Choe δήλωσε: "Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης παρέχουν μια σαφή εικόνα της θέρμανσης με ηλεκτρόνια σε ασθενώς ιονισμένα πλαστικά υπό συνθήκες όπου οι συγκρούσεις μεταξύ ελεύθερων ηλεκτρονίων και ουδέτερων σωματιδίων είναι συχνές και ελπίζουμε ότι αυτή η μελέτη θα είναι ενημερωτική και χρήσιμη στη χρήση και εμπορία της ατμοσφαιρικής πίεσης πηγές πλάσματος στο εγγύς μέλλον. "

Τα άρθρα που σχετίζονται με αυτή την έρευνα, με επικεφαλής τον καθηγητή έρευνας Sanghoo Park, δημοσιεύθηκαν στις επιστημονικές εκθέσεις στις 14 Μαΐου και 5 Ιουλίου.

menu
menu