XLIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 8 – 12 февраля 2016 г. АППРОКСИМАЦИЯ СКОРОСТИ ДРЕЙФА ИОНОВ В СОБСТВЕННОМ ГАЗЕ Р.И. Голятина, С.А. Майоров Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва, Россия, mayorov_sa@mail.ru В работе были проведены расчеты характеристик дрейфа ионов в собственном газе для гелия, неона, аргона, криптона, ксенона, а также цезия, рубидия и ртути при температурах газа 4.2, 77, 300, 1000, 2000 К и в широком диапазоне приведенной напряженности электрического поля - от 1 до 10000 Td [1 - 3]. Для расчетов использовалась модель ион атомных столкновений, реализованная методом Монте-Карло [1]. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что скорость дрейфа ионов в собственном газе очень хорошо описывается полуэмпирической формулой Фроста [2, 3]: 1/2 E E . (1) u a 1 b N N Эта зависимость скорости дрейфа от приведенной напряженности электрического поля E / N имеет два параметра: a – подвижность в пределе слабого поля и b 1 / ( E / N )heating . Величина ( E / N )heating - это такое значение приведенной напряженности электрического поля, в котором из-за разогрева ионов подвижность по формуле Фроста уменьшается в корень из двух раз. На основе анализа выполненных расчетов всех кинетических характеристик были определены параметры аппроксимации в формуле (1) для различных температур газа: 1/2 (2) a K pol ( N 0 / N ) / 1 Tatom / 0 . Здесь 0 - подгоночный параметр, Tatom и N K pol 13.853 d 1/2 - температура и плотность атомов, - поляризационная подвижность в единицах см2/(В с) при стандартной плотности газа N 0 2.686763 1019 атомов в см3 (число Лошмидта), d - поляризуемость в кубических ангстремах, - приведенная масса в г на моль. (3) 1 / b ( E / N )0 1 1.5Tatom / 0 . В Табл. для различных газов приведены значения поляризационной подвижности K pol , параметров 0 и ( E / N )0 - это значение разогревающего поля при нулевой температуре газа. Анализ данных показал, что параметр ( E / N )0 не является независимым, а может быть определен по формуле ( E / N )0 (2m 0 )1/2 / K pol N0 , полученной из соотношения pol 0 , которое выполняется с точностью порядка 1%. Здесь 1 pol m [1.5 ( E / N )0 K pol N 0 ) 2 . 2 Работа поддержана грантом РФФИ-14-02-00502-а. System He+ in He Ne+ in Ne Kpol см2/с В 21.6 6.8 0 , (E/N)0, Td K 90 16 210 34 Ar+ in Ar 2.42 240 73 Kr+ in Kr 1.36 330 106 Xe+ in Xe 0.85 270 122 Hg+ in Hg 0.61 Литература [1]. Майоров С.А. Физика плазмы, 35, 869(2009). [2]. Голятина Р.И., Майоров С.А. Кр. сообщ. по физике ФИАН , № 10, 43(2015). [3]. Голятина Р.И., Майоров С.А. Физика плазмы, 42, (2016). 1 58 63