Обмен обвинения

Обмен заряда (или обменная заряда ) - это процесс, в котором нейтральный атом или молекула сталкивается с ионом , что приводит к тому, что нейтральный атом приобретает заряд иона. Реакция обычно выражается как

${\ce {A+ + B -> A + B+}}$.

Эта реакция имеет различные диагностические применения, например, в физике плазмы и масс -спектрометрии .

Теория

Когда нейтральный атом сталкивается с ионом в газе или в плазме , ион может получить электрон от нейтрального атома, когда обе оболочки перекрываются в ходе столкновения. Это можно использовать в различных приложениях.

Приложения

Спектроскопия обмена заряда

Спектроскопия обмена заряда (сокращенные CES или CXS) представляет собой метод, обычно используемый в диагностике плазмы для анализа высокотемпературной плазмы слияния . В плазме слияния световые элементы, как правило, становятся полностью ионизированными во время операции, что затрудняет диагностику их свойства с использованием обычной оптической диагностики. Чтобы решить эту проблему, в 1970 -х годах был разработан метод, который включает инъекцию лучей нейтральных атомов, таких как водород или дейтерий, в плазму. Этот процесс приводит к ионизации гидрогенных атомов при возбуждении ионов посредством обмена заряда, как это представлено реакцией:

${\ce {{H^{0}}+A^{+q}->{H+}+[A^{+(q-1)}]^{\star }}}$,

где ${\ce {A^{+q}}}$ представляет различные возможные заряженные состояния ионов в плазме.

Затем оптические волокна стратегически позиционируются для создания « аккордов », линии обзора, вдоль которых проводятся измерения. Эти аккорды проходят через области как с нейтральным пучком, так и без него. Вычитая сигналы из этих двух аккордов, можно вывести выбросы, не генерируемые нейтральным пучком. Это позволяет определить ионные свойства, такие как температура и плотность.

Техника также может быть расширена, чтобы включить несколько аккордов для построения пространственных профилей плазмы, таких как ее тороидальное и полоидальное вращение. Это дает представление о том, как ионы проводят тепло и транспортный импульс в плазме.

Спектроскопия обмена заряда часто называют спектроскопией рекомбинации с обменом заряда, которая сочетается с CXR или cer.

Смотрите также

• Электронный захват

Дальнейшее чтение

• Брансден, BH (1972). «Теория обмена заряда» . Отчеты о прогрессе в физике . 35 (3): 949–1005. doi : 10.1088/0034-4885/35/3/301 . S2CID   250908886 .