Отчет 177 с., 3 ч., 199 рис., 12 табл., 72 источников, 1 прил
СОДЕРЖАНИЕ: Целью проекта является создание нового метода столкновительной электронной спектроскопии (ces) и связанных с ним исследований в области физики атомов и молекул, процессов столкновений, физики плазмы и плазменных технологийРеферат
Отчет 177 с., 3 ч., 199 рис., 12 табл., 72 источников, 1 прил.
Ключевые слова – методы анализа вещества, газовый разряд, электронная спектроскопия, пеннинговская ионизация, нелокальная функция распределения электронов по энергиям, газоразрядная плазма
Целью проекта является создание нового метода столкновительной электронной спектроскопии (CES) и связанных с ним исследований в области физики атомов и молекул, процессов столкновений, физики плазмы и плазменных технологий.
Запланированные на этап 2 (3 - 4 кварталы 2009 г.) работы по разработке пакета прикладных программ для моделирования прототипов анализаторов CES и проведению полномасштабных численных экспериментов для определения возможностей и границ применимости метода CES в широком диапазоне условий выполнены в полном объеме.
Теоретический анализ проводится на разработанной при выполнении этапа 1 (1 – 2 кварталы 2009 г.) модели, основанной на кинетическом описании электронов и гидродинамическом описании ионов и нейтральных частиц. За отчетный период плазмохимическая модель гелия была дополнена реакциями с участием примесей, так что число учитываемых процессов возросло с восьмидесяти шести до ста семидесяти трех. Было выполнено численное и аналитическое моделирование основных характеристик разрядов в гелии и его смесях с малыми добавками атомарных и молекулярных примесей, включающее нахождение вольтамперных характеристик и основных пространственных параметров. На основе теоретического анализа и численного моделирования разработан пакет прикладных программ для моделирования прототипов анализаторов CES как для варианта ионизации метастабильными атомами, так и фотоионизации. Проведены полномасштабные численные эксперименты для определения возможностей и границ применимости метода CES в широком диапазоне условий (давление газа, парциальный состав, электрические параметры импульсов возбуждения - регистрации и др.) По результатам полномасштабного моделирования показано, что аналитические возможности детекторов CES полностью соответствуют предварительным расчетам и оценкам.
К работе привлекалось 5 студентов и 1 аспирант физического факультета СПбГУ в рамках направлений «Физика» и «Прикладные математика и физика», защищена 1 бакалаврская работа по теме работы, готовятся к защитам 2 бакалаврские и 2 магистерские дипломные работы. Полученные результаты будут включены в лекционные курсы, читаемые студентам в бакалавриатуре и магистратуре.
О высоком научном уровне проведенных исследований свидетельствует тот факт, что результаты выполнения годового этапа доложены на 9 международных конференциях, вышло из печати 5 научных статей, получен патент в КНР, подготовлена к печати статья в научный журнал, подана заявка на изобретение регистрационный №2009143641 от 26.11. 2009. В издательства «Лань» (план 2009 г.) готовится к выпуску монография А.А.Кудрявцев, А.С.Смирнов, Л.Д.Цендин. «Физика тлеющего разряда». Издательство «Лань» http://www.lanbook.com, С.Петербург, 2009.
Все необходимые технико-экономические показатели выполнены полностью, предлагаемые решения обоснованы, техническое задание на второй этап (3 - 4 кварталы 2009 г.) выполнено полностью. Составлен промежуточный годовой отчет за второй этап. Полученные за отчетный период результаты позволяют уверенно прогнозировать дальнейшее успешное развитие запланированных работ.