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Über eine spektroskopische Meßmethode des Rekombinationskoeffizienten im Neonnachleuchtplasma. Teil I. Die Ermittlung effektiver partieller Rekombinationskoeffizienten im Neonnachleuchtplasma bei mittleren Gasdrücken
Authors: Golubowsky Ju. B. , Michel P. 
Published: July 2007

AbstractAuf der Grundlage einer Analyse der Bilanzgleichung der angeregten Atome in den 2p5 3p‐Energieniveaus des Neonplasmas wird eine spektroskopische Methode vorgeschlagen, die es gestattet, durch Messung der absoluten Intensität von Spektrallinien effektive partielle Rekombinationskoeffizienten zu bestimmen, die die Bevölkerung der 2p5 3p‐Energieniveaus kontrollieren. Die Methode ermöglicht gleichfalls eine Bestimmung des totalen Rekombinationskoeffizienten.
Zur Stabilität der Entladungsbedingungen bei der Glimmpolymerisation von Hexamethyldisiloxan
Authors: Schmidt M. 
Published: July 2007

AbstractDurch massenspektrometrische Gasanalysen wird gezeigt, daß im Plasma eines Argon‐Hexamethyldisiloxan (HMDS)‐Gemisches H2 und in geringerem Maße CH4, C2H2 und C2H6 gebildet werden. wodurch es zu einem Druckanstieg und zur Änderung der Plasmabedingungen kommt. Ausgehend von der Tatsache, daß die an der Rohrwand entstehenden Polymerschichten wasserstoffärmer sind als das HMDS, wird die Herstellung eines quantitativen Zusammenhangs zwischen Schichtbildung und H2‐Partialdruck versucht.
Kennlinien und Effektivität von Doppelkatodenentladungen
Authors: Stieber M. , Stern W. 
Published: July 2007

AbstractGegenstand der Untersuchungen sind Doppelkatoden‐Glimmentladungen im Niederdruckbereich in Ne.Anhand der mit einem x‐y‐Schreiber für unterschiedliche Drucke (p = 0,35 −1,8 Torr) und Katodenabstände (xk = 3 −100 mm) aufgenommenen Kennlinienscharen werden Möglichkeiten für die Definition von Koeffizienten der Doppelkatoden‐Effektivität diskutiert. Dazu wird insbesondere der Bereich des bezüglich des Katodenabstandes optimalen Doppelkatoden‐Effekts untersucht. wobei festgestellt wird, daß das Optimum durch das Zusammenwirken von Doppelkatoden‐Effekt und radialem einer Behinderung der Entladung zustande kommt.
Transport Properties for a Collisionless Plasma from Finite‐Larmor‐Radius Equations in General Magnetic Fields
Authors: Srivastava M. P. , Bhatnagar P. L. 
Published: July 2007

AbstractWe have take the Vlasov equation in a local system of coordinates defined by the curved magnetic field and we have expanded the distribution function in terms of a small parameter ϵ which is the ratio of ion Larmor radius to the characteristic length in the direction perpendicular to magnetic field. Assuming an approximation for the distribution function, which is consistent with physical systems, we have obtained transport properties in different orders of approximation taking account of the general heat flux vector. We find that there are additional terms appearing in the components of stresses due to the parallel energy flow term in the heat flux vector.
Kinetische Diagnose des Helium‐Niederdruckfunkens
Authors: Böttger P. , Krempl H. 
Published: July 2007

AbstractIn einem Kurzzeitfunken (Energiefreisetzung <0,5 μs) wurde bei Drucken 10 und 100 Torr ein Helium‐Reinplasma erzeugt, dessen thermisches Verhalten mit spektroskopischen Mitteln untersucht wurde. Folgende Plasmaparameter konnten in Abhängigkeit von der Zeit (0,5 ≦ t ≦ μs) gemessen werden: der Druck p aus hydrodynamischen betrachtungen, die Elektronendichte ne aus Linienprofilen und die Gastemperatur Tg aus der Boltzmann‐Besetzung der höheren Terme, i ≧ 5. Die Besetzungsdichten der Niveaus 3 und 4 wichen von der Boltzmann‐Tg‐Geraden ab, und wiesen so auf eine starke Störung des thermischen Gleichgewichte hin. Zur Ermittlung der Elektronentemperatur Tg wurde eine Ionisationsratengleichung aufgestellt, die die Prozesse Elektronenstoßionisation, Dreierstoßrekombination und Strahlungsrekombination berücksichtigte. Die Abweichung des Funkenplasmas vom thermischen Gleichgewicht war im untersuchten Druck‐Zeit‐Bereich praktisch konstant: das Verhältnis Tg/Tg betrug ≈ 0,06; das Verhältnis ne/no lag um 7 Größenordnungen unter dem entsprechenden Saha‐Verhältnis.
Zur mikrophysikalischen Beschreibung des schwachionisierten Stickstoffmolekülplasmas der positiven Säule von Glimmentladungen. II. Berechnung der Transportgrößen, Stoßfrequenzen und Energieverlustraten der Elektronen im molekularen Stickstoffplasma und Vergleich mit dem Experiment
Authors: Winkler R. , Pfau S. 
Published: July 2007

AbstractIn Fortsetzung der im Teil I [1] dargestellten Berechnungen und experimentellen Verifikation des Isotropteiles der Geschwindigkeitsverteilungsfunktion für das homogene stationäre N2‐Plasma niedrigen Ionisierungsgrades wird in diesem Teil über die Ergebnisse der Berechnung der Transportgrößen, Stoßfrequenzen und Energieverlustraten der Elektronen im reduzierten Feldstärkebereich 1–100 V/cm Torr berichtet. Anhand der charakteristischen Energie De/be, der Driftgeschwindigkeit und des Townsendschen Ionisierungskoeffizienten der Elektronen erfolgt ein Vergleich zwischen den berechneten Größen und experimentellen Werten.
Le Couplage des ondes magnétoacoustiques dans un plasma visquex stratifié situé dans un champ magnétique variable (I). La calculation de la matrice de couplage
Authors: Gazi R. , Zoler D. 
Published: July 2007

AbstractOn étudie le couplage des ondes magnétoacoustiques dans un plasma nonidéale pour une situation physique qui modéle la magnétosphère terrestre. On a calculé la forme générale de la matrice de couplage dont les éléments permettent déterminer la manière dans laquelle une certaine onde peut être réfléchie sur les nonhomogénéités du plasma ont peut générer une onde d'un genre différent.
Das Neutralgasprofil und die Elektronentemperatur in der Freifallsäule bei hohem Ionisationsgrad
Authors: Valentini H.‐B. 
Published: July 2007

AbstractThe neutral gas flux from the wall into the column ‐ connected with the ion flux to the wall ‐ and the anisotropy of the velocity distribution of the neutral gas are included into the theory of the steady‐state positive column. d/ln and vn0/v0 occur as characteristic parameters. d denotes the radius of the column, ln the mean free path of the neutral atoms for ionization, vn0 the mean velocity of the neutral atoms re‐emitted from the wall, v0 = (2kTe/M)1/2, M the ion mass, Te the electron temperature. On the axis the neutral gas density Nn is decreasing, if d/ln is rising. At the wall Nn is increasing for vn0 ≪ v0, but it is almost constant or decreasing for vn0 ≫ v0 at the same time. In the plasma the total number of the atoms and the ions is taken as constant. In the case of small vn0 the degree of ionization is high only for d ≫ ln. However, it is already high for d ≈ ln in the case of high vn0. Therefore, the radial profiles of the neutral gas densities of different gases in a column can differ from each other. Almost full ionization can be reached near the axis. These results hold, too, if the initial velocity of the ions and a magnetic field are taken into account. d/ln, the degree of ionization, and the electron temperature are given as functions of the electric power input and of the total number of the neutrals and the ions. The velocities of the re‐emitted atoms depend on the accomodation coefficient of the ions recombining at the wall. With rising d/ln an increasing number of the neutral atoms is re‐emitted with superthermal velocities and the total number of the neutrals and the ions can be decreased. The anisotropy of the velocity distribution of the neutral atoms and the ions must be taken into account for the interpretations of spectroscopical measurements.
Critical high density Fission‐Fusion Plasmas
Authors: Winterberg F. 
Published: July 2007

AbstractThe implosion‐induced compression of a pellet consisting of fissionable material, such as U 233, U 235 or Pu 239, to high densities by a laser‐, relativistic electron‐, or ion‐beam is expected to lead to very small critical masses which can be furthermore substantially reduced by simultaneously compressing the pellet together with a neutron reflector. This method opens the prospect for micro‐fission‐explosions to be used for controlled power production as for a safe fast breeder reactor or for rocket propulsion. Furthermore, if the neutron reflector consists of thermonuclear material, such as T—D, the method can be used for the controlled release of thermonuclear energy. There the fission chain reaction not only will assist in the ignition of the thermonuclear reaction but in turns the fusion neutrons will accelerate the fission chain reaction to a very fast pace. In this case therefore, the fission chain reaction and the fusion thermonuclear reaction are coupled together with an expected greatly increased energy output.
Untersuchungen an polymerisierenden Plasmen der Benzol‐Edelgas‐Glimmentladung. Teil I. Messungen des Säulengradienten bei Benzolzumischungen von weniger als 0,1%
Authors: Deutsch H. , Sabadil H. , Görss E.‐W. 
Published: July 2007

AbstractIm ersten Teil der Arbeit wird über systematische Messungen des Gradienten in der positiven Säule in He, Ne und Ar bei Benzolzumischungen von weniger als 0,1 Volumenprozent und Entladungs‐strömen um 1 mA berichtet. Im Gegensatz zu den Argon‐Benzol‐Gemischen sind bei Anwendung von He und Ne als Grundgas große zeitliche Änderungen des Säulengradienten in der Anfangsphase der Entladung zu beobachten. Die auf die Zeit t = 0 extrapolierten Gradientenwerte zeigen in He und Ne in Abhängigkeit vom Benzolanteil den typischen Verlauf für ein Penning‐Gemisch [1].Die zeitliche Änderung des Gradienten wird verursacht durch den Benzoltransport zur Rohrwand in Form von positiven Ionen, die auf der Rohrwand haften bleiben. Die Erklärung des unterschied‐lichen Verhaltens des Säulengradienten in den drei Grundgasen He, Ne und Ar mit gleichen Benzolzumischungen basiert auf massenspektrometrischen Untersuchungen über die Wechselwirkung der metastabilen He‐Atome mit den Benzolmolekülen [2].Danach sind Dissoziation und dissoziative Ionisation im Vergleich zur Ionisation ohne Dissoziation als sehr wirksame Stoßprozesse von metastabilen Edelgasatomen mit den Benzol‐Molekülen anzusehen.
Zur Berechnung der durch Teilchenwechselwirkung hervorgerufenen Änderung charakteristischer Kenngrößen der Elektronenkomponente eines hinreichend schwach ionisierten Plasmas II. Berechnung der tensoriellen Momente
Authors: Wilhelm J. , Bartolomäus G. 
Published: July 2007

AbstractAuf der in [1] (im folgenden mit I zitiert) entwickelten Berechnungsgrundlage werden unter besonderer Berücksichtigung der aufgestellten Auswerteformeln für die bei der Entwicklung des BOLTZMANNschen Stoßintegrals auftretenden charakteristischen Tensorprodukte Ausdrücke für die Änderung der tensoriellen Momente pro Zeit‐ und Volumeneinheit in Auswirkung elastischer, an und abregender sowie direktionisierender Stöße erhalten. Sie erfassen die Beiträge hierzu durch die verschiedenen Ordnungen der vorgenommenen Entwicklungen und enthalten die Verteilungsfunktion der Elektronen und schweren Stoßpartner als noch offene Größen. Durch Einführung geeigneter Querschnittsdefinitionen wird eine kompakte gemeinsame Darstellung für ionisierende und nicht‐ionisierende Stöße erreicht. Insbesondere werden im Spezialfall der LORENTZ‐Näherung praktikable Ausdrücke für die Änderung der Momente niedrigster Ordnung angegeben, welche sich in 0‐ter Näherung bei weiterer Spezialisierung der Verteilungsfunktion der Elektronen auf die von DESLOGE angeführten Ausdrücke reduzieren.
Sondenmessung der Plasmaparameter und deren Fluktuation in Argon‐Niederdruck‐Schwachstrom‐Säulen im transversalen Magnetfeld
Authors: Ose E. , Rothhardt L. 
Published: July 2007

AbstractThis paper reports on measurements of probe noise and double probe characteristics in argon‐low‐pressure low‐current discharges under the influence of a local transversal magnetic field. Above a critical value of magnetic field intensity Bc there are no moving striations but partially correlated fluctuations. The space distribution of probe noise (ion saturation current and floating potential) and the measured values of electron temperature and density are discussed. At Bc a characteristic value of electron temperature Te,c ≈ 1,4 eV independent of filling pressure has been found. A first opinion on the character of the fluctuations is given.
Elektrische Leitfähigkeit vollionisierter Edelgasplasmen
Authors: Radtke R. , Günther K. 
Published: July 2007

AbstractMeasurements of electrical conductivity with small experimental error limits for Xe (T = 10000 to 14500 K) and Ar (T = 15000 ‐ 19000 K) are compared with a conductivity formula for fully ionized plasma derived from the BOLTZMANN‐equation using the treatment of SCHIRMER. The theoretical curves fit the experiments if the cut off parameter is chosen as a0 = 2,5 D in the case of Xe and a0 = 4D in the case of Ar, where D is the DEBYE shielding parameter. These different values for a0 indicate an influence of the gas species even in the case of full ionization. It has been shown that both the BOLTZMANN collision term and the FOKKER‐PLANCK collision term yield the same results and that the discrepancies between the different published treatments are due to unjustified physical or mathematical simplifications.
Elektrodenuntersuchungen an Ar‐Hg‐Wechselspannungsentladungen vom Leuchtstofflampentyp. I Elektrodenfälle
Authors: Arndt R. 
Published: July 2007

AbstractMit Hilfe einer elektronischen Extrapolationsmethode wird an 430 mA‐50 Hz‐Entladungen die Wirkung von angeschlossenen und nicht angeschlossenen Hilfselektroden (HE) auf die Elektrodenfälle untersucht. Gemessen werden der maximale, der minimale, besonders aber der mittlere anodische und der katodische Spannungsbedarf der Entladung in jeweils Halbwellenmitte und die Parameter der Anodenfallschwingungen. Variiert werden der radiale und axiale Abstand der HE von der Wendel, sowie die HE‐Fläche. Die bisher wenig verstandene Absenkung des mittleren Anodenfalls durch nicht angeschlossene HE wird auf die Wirkung der erzeugten Säuleneinschnürung auf den Mechanismus der Anodenfallschwingungen zurückgeführt. Die Rückwirkung der anodischen auf die katodischen Vorgänge wird diskutiert. Die Arbeit findet ihre Fortsetzung in Messungen der Ströme im Elektrodensystem (Teil II).
A theory of Reflectivity Oscillations in High‐Power Laser Interaction with Inhomogeneous Expanding Plasmas for the Case of Strong Anomalous Absorption Near Critical Plasma Density I
Authors: Wolschke S. 
Published: July 2007

AbstractIt is shown at first that the ponderomotive laser force appreciably may enhance the values of the dielectric function ϵ(x) near the critical plasma density. If in some spatial region near ϵ = 0 a large anomalous collision frequency is assumed, sharply rising at some point, pump field depletion may also lead to strong changes in the density scale length. As a first approach we have calculated the laser reflectivity in the case when the anomalous collision frequency and the density scale length jump at some point near the critical one. We obtain temporal oscillations of the reflectivity if due to thermal plasma expansion the density scale length increases with time. The calculated frequency and amplitude of the reflectivity oscillations are shown to be in good agreement with measured values in the case of Nd‐laser heating of solid targets.
Elektrodenuntersuchungen an Ar‐Hg‐Wechselspannungsentladungen vom Leuchtstofflampentyp. II. Die Ströme im Elektrodensystem
Authors: Arndt R. 
Published: July 2007

AbstractDie im Teil I der Arbeit behandelten Elektrodenfallbestimmungen an 430 mA–50 Hz‐Entladungen werden ergänzt durch die zeitaufgelöste Messung der Stromanteile, die zu den einzelnen Elementen der Elektrodensysteme fließen. Letztere enthalten Hilfselektroden (HE) und werden in geometrisch bzw. elektrisch symmetrischer und unsymmetrischer Weise betrieben. Die in der Anodenhalbwelle erhaltenen Stromoszillogramme gestatten in Verbindung mit den zugehörigen Anodenfalloszillogrammen das räumlich‐zeitliche Verhalten der im Verlauf der Anodenfall‐Schwingungsperioden auftretenden sekundären Anodenplasmen (Anodenflecke) zu verfolgen. Die beobachteten Vorgänge sind nicht durch das bisherige Modell der Anodenfallschwingungserzeugung deutbar. Als auffällige Erscheinung tritt eine forcierte gegenseitige Ablösung mehrerer Anodenflecke in Erscheinung, die auch die eigentliche Ursache für die Wirkung nicht angeschlossener HE ist. Die Ionen entziehende Wirkung der HE in der Katodenphase wird ebenfalls untersucht.In einer weiteren Arbeit wird nach Anodenschwingungsexperimenten ein erweitertes Modell des Mechanismus von Anodenfallschwingungen vorgelegt.
Phase Velocity of Acoustic Waves in a Non‐Equilibrium Plasma
Authors: Kelm S. 
Published: July 2007

AbstractThe phase velocity of acoustic waves was calculated for a non‐LTE plasma and compared with that of a plasma in Saha‐equilibrium. Several special cases of a non‐equilibrium plasma were investigated. In the most general case the plasma parameters of a non‐LTE plasma also depend on the geometry of the plasma (due to ambipolar diffusion and reabsorption of resonance line radiation). Especially, the case of a cylindric symmetric plasma column was treated here, because the most plasmas occuring in experiments have this geometry. Therefore, the investigation was also performed in detail for the propagation of acoustic waves in the center line of a cylindric plasma column. Numerical results are given for a hydrogen plasma.
Momentengleichungen für Plasmen mit anisotropem Neutralgasdruck und anisotropem Ionendruck
Authors: Valentini H.‐B. 
Published: July 2007

AbstractStrongly non‐Maxwellian and non‐isotropic velocity distributions of the neutral atoms and of the ions occur in collisionless plasmas at high degrees of ionization, especially in gas discharges at low pressures and high current densities and in high temperature plasmas. The velocity distributions and the related velocity moments for the neutral gas and the ion gas are calculated. The influence of the magnetic fields on the ions is neglected. Especially, the pressure tensors and the heat flow tensors are investigated. The differential equations are given for the velocity moments of the velocity distribution. Additional terms occur in the equation of motion, if the pressure is non‐isotropic and non‐Cartesian coordinates are used. A heat flow tensor is evaluated that closes the system of differential equations for the neutral gas consistently and allows to rederive typical formulas of the molecular neutral gas flow. The heat flow tensor essentially determines the type of the differential equation system for the velocity moments. It is shown, that the neutral gas temperature is not constant across the plasma. Different statements deal with the heat flow tensor in the ion gas. In particular, non‐vanishing ion temperature on the axis and a system of differential equations for the positive column under free‐fall conditions are investigated. The inertia terms for the ion gas and the neutral gas must be taken into account in the pressure balance of the plasma.
Untersuchungen zu Eigenschaften des Boltzmannschen Stoßoperators der Elektronenkomponente eines Plasmas, welche für die Entwicklung nach Eigenfunktionen von Bedeutung sind
Authors: Wilhelm J. , Bartolomäus G. 
Published: July 2007

AbstractEs werden einige Eigenschaften der verschiedenen Anteile des Ausstreu‐ und des Einstreuoperators im Boltzmannschen Stoßintegral untersucht und zwar für elastische, anregende und abregende Stöße. Ergebnisse dieser Art sind von besonderem Interesse hinsichtlich der Frage einer Entwicklung der Einteilchen‐Verteilungsfunktion z. B. der Elektronen nach Eigenfunktionen des Stoßoperators oder seiner Teiloperatoren bzw. zusammengesetzter Operatoren derselben. Während sich der AusstreuoperatorAals selbstadjungiert erweist und damit sofort Möglichkeiten für Schlußfolgerungen hinsichtlich seines Spektrums zuläßt, sind die Eigenschaften des EinstreuoperatorsEbzw. seiner Teiloperatoren nicht so leicht zu ersehen. Diese Operatoren besitzen aber auf jeden Fall die für Entwicklungsprobleme wichtige Eigenschaft der Orthogonalinvarianz. Außerdem läßt sich für einen Modellkern, welcher realistische Ergebnisse bei Lösen der Boltzmann‐Gleichung erwarten läßt, die quadratische Integrierbarkeit zeigen. Unter letzterer Voraussetzung kann der Nachweis für die Existenz mindestens eines Eigenwertes erbracht werden. Auf Grund der quadratischen Integrierbarkeit ist ferner die Existenz eines vollständigen Systems von Eigenfunktionen des zusammengesetzten OperatorsE*Egesichert. Allgemein vereinfacht sich das dreidimensionale Eigenwertproblem bei Vorliegen von Orthogonalinvarianz auf eindimensionale Eigenwertaufgaben in der Variablenvdes Geschwindigkeitsbetrages; die bestehenden Zusammenhänge werden herausgestellt.
Radiative Transitions and Temperature Time Dependences in Pulse Excited Microwave Discharges – (N2, Ar + N2)
Authors: Janča J. , Tálský A. 
Published: July 2007

AbstractQuantitative spectral and microwave measurements of vibrational temperatures and electron densities were performed for 2400 MHz non‐isothermic pulse excited discharges in flowing nitrogen and argon at pressures (60–2700) Pa. A detailed analysis of the N2 vibrational states population for the N2 C3Πu, X1Σg+ electronic states has been carried out. The basic difficulties encountered when comparing the spectroscopically determined values of vibrational temperatures with corresponding quantities of the ground electronics state are mentioned and the time resolved dependences of the translational gas temperature in N2 during the microwave pulse is evaluated. The steady state in the nitrogen pulse excited microwave plasma is reached within 3 · 10−4 s, but generally, this time depends on the gas pressure in the discharge tube. In the Ar + N2 mixtures the excitation conditions are complicated by the metastable argon atoms (3P2,0) creating the nonequilibrium populations of electronic, vibrational and rotational N2 states.
Doppelsonden‐Messungen in Glimmentladungen bei starken Magnetfeldern
Authors: Peter G. , Rybarsch H. 
Published: July 2007

AbstractIn Niederdruck‐Glimmentladungen wird der Einfluß starker Magnetfelder (B ≦ 1,2 kG) auf die Ionenströme zu unsymmetrischen (flächenungleichen) Doppelsonden untersucht. Das Magnetfeld beeinflußt den Ionenstrom bereits, wenn die Ionenzyklotronradien noch groß gegen den Sondenradius sind. Die effektive Fläche der Sonde hängt nicht nur von ihrer Orientierung zum Magnetfeld ab, sondern auch davon, wie die von der Sonde entleerten Flußröhren wieder aufgefüllt werden (‖ B oder ⟂ B). Bei bestimmten Magnetfeldern werden ferner Resonanzen des Ionenstromes (Ionenzyklotronradius‐Resonanzen) gefunden. Diese Resonanzen entstehen durch eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Sonden über eine Entfernung von einem Zyklotrondurchmesser der Ionen. Die Ergebnisse stimmen mit Messungen von Sato[1] und mit deren Deutung durch Peter und Sato [2]überein.