ГРУППА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Для формирования импульсных электронных пучков используются ускорители электронов с плазменными и взрывоэмиссионными катодами Параметры электронных пучков определяются условиями экспериментов и лежат в следующих пределах: 

• энергия электронов – от 100 до 400 эВ;
• ток пучка – от 100 А до 1 кА;
• длительность импульса – от 3 нс до 100 мкс;
• поперечное сечение пучка – от 1 см² до 1м² и выше;
• энергия пучка за импульс – до 10 Дж;
• импульсная мощность пучка – до 200 МВт;
• частота следования импульсов – до 1 кГц;
• средняя мощность пучка – до 5 кВт;
• газовый объем, облучаемый пучком – до 200 л.

Одним из важных направлений использования пучков заряженных частиц является изучение процессов в низкотемпературной плазме, создаваемой в газовых смесях различного состава импульсными электронными пучками, а также объемными разрядами высокого давления, инициируемыми либо поддерживаемыми электронными пучками. На основе импульсных ускорителей электронов с плазменным катодом были созданы две установки для изучения процессов удаления диоксида серы SO₂ оксидов азота NO_x, и сероуглерода CS₂ из воздуха. Эксперименты подтвердили преимущества использования импульсных электронных пучков для очистки дымовых газов. В частности, удалось снизить энергозатраты на удаление SO₂ из дымовых газов более чем на порядок за счет осуществления цепного механизма окисления SO₂ с участием отрицательных ионов.

(а) Внешний вид импульсно-периодического ускорителя электронов, использующего генератор СМ-3Н с полупроводниковым прерывателем тока. Площадь выводной фольги ускорителя - 85 х 8 см^₂. (б) Внешний вид установки для исследования процессов удаления летучих органических соединений из воздуха на основе ускорителя электронов РАДАН. Объем реакционной камеры - 3 л. На вкладке - осциллограммы ускоряющего напряжения на катоде и тока электронного пучка при ускоряющих зазорах: 166 (1), 78 (2) и 22 мм (3)

На основе импульсно-периодического ускорителя электронов, использующего генератор СМ-ЗН с полупроводниковым прерывателем тока были созданы следующие установки для:

• исследования модификации поверхностей;
• изучения процессов конверсии метана;
• исследования процессов инфракрасной лазерной генерации в Ar-Хе-смеси.

На основе малогабаритного наносекундного ускорителя электронов РАДАН была создана установка для исследования процессов удаления летучих органических соединений из воздуха. Электронно-пучковой обработке подвергались стирол, акролеин, бензол, метил-метакрилат и другие соединения. В экспериментах было осуществлено удаление токсичных примесей с низкими затратами энергии, что подтвердило высокую эффективность импульсных электронно-пучковых методов по сравнению с другими методами очистки воздуха. Предложено универсальное макрокинетическое описание процессов удаления токсичных примесей из воздуха, не требующее конкретизации природы удаляемого вещества.