ИСТИНА

Проект направлен на исследование кинетики накачки и релаксации колебательного возбуждения в неравновесной плазме кислорода. Особое внимание будет уделено анализу условий, характерных для плазменных реакторов пониженного давления, используемых в технологиях, когда возбуждение высоких колебательных уровней молекул O2 в основном происходит прямым электронным ударом, а определяющим процессом их релаксации являются реакции с участием атомарного кислорода.

The project is aimed at studying the kinetics of excitation and relaxation of vibrational levels in a nonequilibrium oxygen plasma. Particular attention will be paid to the analysis of the conditions typical for low-pressure plasma reactors used in technologies when the excitation of high vibrational levels of O2 molecules mainly occurs by direct electron impact, and reactions involving atomic oxygen are the determining process of their relaxation.

В результате выполнения проекта будут получены следующие результаты: - рассчитанные сечения неупругого и реактивного рассеяния основного состояния системы O2+О для набора начальных колебательных и вращательных состояний O2, необходимых для расчета констант скоростей реакций, возбуждения и де- возбуждения - рассчитанные константы скоростей процессов возбуждения и де- возбуждения для колебательно-возбуждённых уровней молекулы O2 в реакциях с атомами O и проведено сравнение с имеющимися в литературе константами, полученными полу- и квазиклассическими методами. - нормированные сечения колебательного возбуждения О2 электронным ударом - созданные 1D и 2D модели плазмы с учетом детальной колебательной кинетики в кислороде с учетом VV/VT-процессов с участием молекул O2(v), процессов VT-релаксации на атомах O, а также гетерогенной релаксации молекул O2(v) - рассчитанная колебательная функция распределения в условиях разряда постоянного тока в трубке. - рассчитанная колебательная функция распределения в условиях индукционной плазмы низкого давления

Авторами проекта разработана 1D модель ВЧ разряда с подробной кинетикой, проведен анализ экспериментальных данных по тушению электронно-возбужденных синглетных состояний молекулы O2(a) и O2(b) атомами O в плазме O2. Предложен новый механизм реакционного тушения электронных состояний O атомами O и получены зависимости констант скоростей процессов в зависимости от температуры газа. Авторами была разработана 2D модель индукционного разряда в Ar в диффузионно-дрейфовом приближении и успешно протестирована на экспериментальных и литературных теоретических данных, а также адаптирована для двухкамерной геометрии плазменного реактора ОМЭ НИИЯФ МГУ, которая имеет ряд технологических особенностей. С учетом добавленных в модель уравнений для температуры и протока нейтрального газа, было показано существенное влияние нагрева нейтральных частиц на параметры плазмы. Учет нагрева газа особенно важен при исследовании процессов в смесях, содержащих молекулярные газы. Разработанная 2-D(r) модель индукционного разряда будет модернизирована для расчетов в плазме O2 в условиях эксперимента, где измерена колебательная функция распределения и измерены атомы O. У авторов имеется значительный опыт использования современного полуклассического приближения для расчета констант скорости VV/VT процессов при использовании различных поверхностей потенциальной энергии системы сталкивающихся молекул и опыт по разработке кинетических моделей, описывающих колебательную кинетику молекул в разрядах различного типа. Участники проекта имеют опыт расчета квантово-механических сечений неупругого рассеяния для системы SiO+H и соответствующих констант возбуждения/релаксации. Опубликована монография с подробным обзором существующих квантово-механических методов, используемых для описания неупругого и реактивного рассеяния системы АВ+С. Кроме того, в коллективе началась работа по созданию собственных квантово-механических пакетов для описания рассеяния атомных частиц на основе метода фазовых функций.