Ternární rekombinace iontů s elektrony v nízkoteplotním plazmatu

Vedoucí: Mgr. Radek Plašil, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.
Stav práce: volná

Anotace:

Důležitým procesem probíhajícím v laboratorním i technologickém plazmatu je rekombinace iontů s elektrony. V případě chladného a hustého plazmatu začíná hrát důležitou roli ternární rekombinace, kdy další elektron stabilizuje rekombinující dvojici ion-elektron. Tento jev nebyl doposud podrobně studován. Popsání a pochopení ternární rekombinace je důležité například pro projekt získávání atomu antivodíku, kde je využíváno radiativní a ternární rekombinace antiprotonů s pozitrony.

V naší laboratoři používáme pro studium rekombinace iontů s elektrony metodu založenou na sledování změn koncentrace a složení plazmatu při jeho dohasínání v proudícím heliu - metoda Flowing Afterglow (FALP). Základem experimentálního systému je vysokovakuová aparatura vybavená hmotovým spektrometrem a pohyblivou elektrostatickou Langmuirovou sondou pro určování koncentrace elektronů. Plazma je generováno mikrovlnným výbojem. Teplota plazmatu mimo oblast mikrovlnného výboje může byt měněna v rozsahu 70-300 K.

Cílem diplomové práce bude studium rekombinace iontů s elektrony a měření rychlostních konstant v závislosti na teplotě.

Práce může být podle přání studenta zaměřena na vlastní experiment, nebo na návrh a přípravu nových experimentů. Předpokládá se, že na tuto diplomovou práci budou navazovat další experimenty na nové aparatuře elektronové pasti při teplotách okolo 10 K.

Obr. 1. Aparatura FALP pro zkoumání kinetiky procesů probíhajících v nízkoteplotním plazmatu.
Obr. 2. Vliv ternární rekombinace v závislosti na teplotě.

Zásady pro vypracování:
1) Studium literatury a seznámení se s experimentální metodou FALP používanou pro studium reakcí v plazmatu.
2) Návrh úpravy měřícího systému pro studium teplotních závislostí nízkých rychlostních konstant rekombinace.
3) Studium rekombinace atomárních a jednoduchých molekulárních iontů.
4) Zpracování a vyhodnocení získaných dat.

Seznam odborné literatury
[1] Hutchinson I.H., Principles of Plasma Diagnostics, Cambridge University Press, 2002, ISBN 0-521-80389-6.
[2] Bittencourt J.A., Fundamentals of Plasma Physics, Springer, New York, 2004, ISBN 0-387-20975-1.
[3] State-Selected and State-to-State ion-Molecule Reaction Dynamics, Part 1 and 2, Volume LXXXII in Advances in Chemical Physics, Wiley, New York, 1992, ISBN 0-471-53258-4 and 0-471-53263-0
[4] Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím práce.