Breakdown in presenza di ossigeno

Presentazione sul tema: "Breakdown in presenza di ossigeno"— Transcript della presentazione:

1 Breakdown in presenza di ossigeno
G.Granucci

2 Osservazione pratica: In presenza di ossigeno occorre ridurre il preriempimento: perché?
Riferimenti bibliografici: J.S.Townsend - The Theory of Ionizzation of Gasses by Collison - Ed. Constable & Co. Ltd, London (1910) M.A. Harrison and R.Geballe - The Pysical Review, 91,1, (1953)

3 Un elettrone catturato viene tolto dalla valanga
In una scarica alla T. la corrente raccolta dagli elettrodi è funzione della loro distanza d e del coefficiente a, che dipende dal tipo di gas, dalla pressione e dal campo elettrico: Per H2 o D2: A=2 10-3 B= Una generica molecola AB, reagendo con l’elettrone incidente, può: AB + e- = A+ + B+ + 3 e- ionizzation AB + e- = AB- Direct Attachment AB + e- = A + B- Dissociative Attachment AB + e- = A+ B- + e- Dissociation into ions Le reazioni 2 e 3 sono più frequenti della 4 e possono essere quantificate con un coefficiente h che fornisce il numero di reazioni di cattura (attachment) per unità di lunghezza. Un elettrone catturato viene tolto dalla valanga e+O2 -> O + O- (4.7eV) e+O2 -> O+ + O- + e (17.1 eV)

4 d=300m d=100m d=50m d=1m Confronto delle due espressioni della corrente in funzione della distanza (Lc) percorsa dagli elettroni prima di essere persi. Pressione ipotetica dell’ossigeno metà di quella dell’idrogeno. Caso di FTU: Lc= 300m

5 E’ una curva ideale, conta il trend, non il valore assoluto !
In prima approssimazione si può trascurare l’espressione completa della corrente e approssimarla con un’esponenziale con un nuovo coefficiente di ionizzazione pari a: a-h da cui li= 1/(a-h) La presenza di ossigeno restringe il range di pressioni utili per il breakdown alla zona a bassa pressione 8Lc Pressioni di lavoro di FTU E’ una curva ideale, conta il trend, non il valore assoluto !

6 Aumentare il campo elettrico aiuta ad allargare di nuovo il range

7 Il risultato va considerato come indicazione perché:
Che coefficienti di cattura hanno gli altri eventuali gas (CO2)? Che coeff. di ionizzazione ha l’O2 ? La presenza significativa di O2 riduce anche l’energia che possono raggiungere gli elettroni? Una analisi completa è complicata da molti fattori incogniti. Altra osservazione dall’ultimo restart: Aumentare il preriempimento anticipa H-alfa Se H-alfa anticipa troppo: ONLY BREAKDOWN

8 Con il procedere della giornata aumenta il contenuto di impurezze (disruzioni r.a. e non ), quindi: th-alfa -> contenuto impurezze !!!

9 La scarica parte ad una pressione definita, il ritardo non dipende dalla pressione