Gas temperature in a laboratory plasma. Exploration of its use as a basic parameter

Summary

For a laboratory type of gas discharge, the gas temperatureT _g has been found to be derived in terms of basic plasma parameters, so thatT _g can be treated at par with the plasma temperatureT _e for plasma diagnostics. To do this, an energy channel equation has been framed and the Saha ionization equation adapted to fit the plasma environment. It is seen that the result can be utilized to fill up certain gaps existing in the known literature for plasma data. By making further exploration, an analytic expression for the ratioT _g/T _e has been worked out and its numerical value (for the laboratory-type discharge system) has been checked for its correct order of magnitude. The growth of the system to equilibration has also been analysed in terms of growth indices that have been described in terms of fundamental parameters, thus making it possible to predict the physical behaviour of the system during the period of growth.

Riassunto

Per un tipo da laboratorio di scarica di gas, si è trovato che la temperatura del gasT _g si deriva in termini di parametri di base del plasma, cosicchéT _g può essere trattata allo stesso livello della temperatura del plasmaT _e per la diagnostica del plasma. Per fare ciò, si è inquadrata un’equazione del canale di energia e si è adattata l’equazione di ionizzazione di Saha per approssimare i dintorni del plasma. Si è mostrato che il risultato può essere utilizzato per riempire alcune lacune esistenti nella letteratura per i dati sul plasma. Facendo un’ulteriore indagine, si è elaborata un’espressione analitica per il rapportoT _g/T _e e si è controllato il suo valore numerico (per un sistema di scarica del tipo di laboratorio) per il suo corretto ordine di grandezza. Si è anche analizzata la crescita del sistema fino all’equilibrio in termini di indici di crescita che sono stati descritti sulla base dei parametri fondamentali, rendendo così possibile la previsione del comportamento fisico del sistema durante il periodo di crescita.

Резюме

Для лабораторного типа газового разряда, температура газаT _g определяется через основные параметры плазмы, так чтоT _g может рассматриваться наравне с температурой плазмыT _e для диагностики плазмы. Для этого записывается уравнение для энергетического канала, а уравнение Саха приспосабливается для описания окружающей среды. Показывается, что полученный результат может быть использован для вывода аналитического выражения для отношенияT _g/T _e. Для лабораторного типа разряда проверяется численное значение этого отношения. Установление равновесия анализируется в терминах индексов роста, которые выражаются через фундаментальные параметры, что позволяет предсказать физическое поведение системы.