2. , А., , Холловские и ионнные плазменные двигатели для космических аппаратов. М.: «Машиностроение», 2008.
3. Muravlev V. A., Shagayda A. A. Numerical Modeling of Extraction Systems in Ion Thrusters Proc. of 26th International Electric Propulsion Conference. 1999. IEPC-99-162.
УДК 53.047
*****@***ru
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Моделирование работы биогазового реактора
и оптимизация гомогенизации его содержимого
Получение биогаза из органических отходов основано на их свойствах выделять горючий газ в результате метанового сбраживания в анаэробных (без доступа воздуха) условиях. Биогаз, образующийся при метановом сбраживании, представляет собой смесь, состоящую из 50—80 % метана, 20—50 % углекислого газа, примерно 1 % сероводорода, а также незначительного количества некоторых других газов (азота, кислорода, водорода, аммиака, закиси углерода и др.) [1].
В свою очередь метановое сбраживание происходит при разложении органических веществ в результате жизнедеятельности двух основных групп микроорганизмов. Первая группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообразующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения — летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, оксид углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. [2]. Эти менее сложные органические вещества являются источником питания для второй группы бактерий — метанобразующих, которые превращают органические кислоты в требуемый метан, а также углекислый газ и др.
В этом сложном комплексе превращений участвует великое множество микроорганизмов (до тысячи видов), но главные из них все-таки метанообразующие бактерии. Отметим, что они значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики. Поэтому от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанообразующих бактерий, зависит интенсивность газовыделения.
Данная научная работа посвящена двум разным, но тесно связанным между собой задачам. Первая задача представляет собой построение модели поведения применяемого в биогазовых реакторах субстрата как многокомпонентной среды. В свою очередь эта задача состоит из собственно математического описания поведения частиц субстрата на микроуровне, а также экспериментального определения характерных физических параметров субстрата, необходимых для построения модели. Второй раздел работы включает постановку и поиск способов решения задачи оптимизации процессов гомогенизации находящегося в реакторе субстрата.
Решение задач численного моделирования происходящих в биогазовом реакторе процессов имеет важное практическое значение. Данная задача является одной из главных проблем, решение которых позволит значительно повысить производительность биогазовых установок, одновременно уменьшив затраты энергии на поддержание процесса генерации биогаза в реакторе. Раньше задачи определения зависимости выхода биогаза от различных параметров протекания процесса решались в основном экспериментальными методами, осуществление которых требовало значительных затрат [3]. С развитием вычислительных программ, моделирующих движение сплошных сред, появилась возможность численного моделирования процесса производства биогаза [4].
В первой части данной работы предложен комплекс экспериментов для определения доли твердого вещества в субстрате, измерения плотности субстрата с большой точностью и измерения вязкости вещества субстрата. Во второй части производится количественное описание поведения различных компонент субстрата на микроуровне с применением аппарата вычислительной математики и программирования. Последняя часть работы являет собой решение тестовой задачи оптимизации гомогенизации содержимого биогазового реактора.
Литература
1. Биогаз: Теория и практика. М.: Колос, 1с.
2. Biogas from Waste and Renewable Resources / D. Deublein, A. Steinhauser – Weinheim: Wiley-VCH, 20с.
3. , Ларюшкін Є. П., Мітюшкін Ю. І. // Soft computing в біотехнології: багатофакторний аналіз і діагностика: Монографія. Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 20с.
4. , Губинський ір раціональних режимів роботи реактора біогазової установки // Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. 2009. випуск 1. 9 с.
УДК 533.6.011.3
, ,
*****@***ru
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Нетипичный отрыв потока газа в соплах
жидкостных реактивных двигателей
Чтобы течение продуктов сгорания в соплах большой степени расширения жидкостных ракетных двигателей, предназначенных для работы в сильно разреженной атмосфере и в вакууме, в наземных испытаниях было таким же, как в штатных условиях работы двигателя, необходимо понизить внешнее давление около среза сопла. Если двигатель однокамерный, то обычно для этого применяют так называемую газодинамическую трубу, позволяющую понизить это давление за счёт эжектирующего действия струи продуктов сгорания. Для многокамерных жидкостных ракетных двигателей газодинамические трубы не применяются из-за слишком больших затрат на их изготовление и отработку.
Если внешнее давление около среза такого сопла не понижено, то поток продуктов сгорания в сопле отрывается от стенок сопла, обычно с простирающейся до среза сопла развитой послеотрывной зоной, в которую затекает окружающая срез сопла внешняя среда. В некоторых случаях отрыв является нетипичным: поток отрывается от стенки сопла, но за прямым скачком на оси сопла образуется рециркуляционная область, обтекая которую оторвавшийся от стенки сопла поток снова присоединяется к стенке сопла и течёт вдоль неё до среза сопла с небольшой сверхзвуковой скоростью через систему образующихся в этом потоке косых скачков уплотнения. Такой режим нерасчётного течения продуктов сгорания в сопле является более опасным для сопла по сравнению с типичным отрывом, т. к. не только увеличивается нестационарная боковая нагрузка, но, что более существенно, тепловые потоки от продуктов сгорания к стенке сопла из-за небольшой сверхзвуковой скорости обтекания становятся значительно выше, чем в штатных условиях работы сопла.
Впервые такой отрыв потока в сопле был обнаружен в начале 1970-х годов в США при испытаниях модели сопла двигателя J-2S [1], в конце 1990-х годов немецкие и французские специалисты на основе расчётов и экспериментальных данных по боковым нагрузкам предположили, что такой отрыв происходит при запуске и останове двигателей Vulcain и SSME и что он обусловлен наличием висячего скачка, образующегося в начале расширяющейся части сопла, контур которой задан аналитической кривой [2, 3]. Однако достаточного экспериментального подтверждения этой гипотезы до сих пор нет.
В докладе описан экспериментально обнаруженный авторами нетипичный отрыв потока в сопле с сужающимся коническим концевым насадком. Показано, что этот отрыв возникает (с мгновенной перестройкой течения) при достижении определенного значения отношения полного давления потока к давлению внешней среды.
В работе проводились измерения статического давления вдоль стенки сопла и пульсаций давления вблизи линии отрыва как в отрывной зоне, так и в области безотрывного течения. Обработка данных, полученных в процессе измерения пульсационных характеристик потока, осуществлялась в соответствии с методиками, представленными в монографии [4]. Кроме того, в специально поставленных экспериментах с помощью прибора Теплера были получены теневые картины ударно-волновых структур в истекающей из сопла струе для случая обычного и нетипичного отрывов.
Литература
1. Navel L. H., Coffey G. A. Sea Level Side Loads in High-Area-Ratio Rocket Engines // AIAA Paper 73-1284.
2. Frey M., Hagemann G. Status of Flow Separation Prediction in Rocket Nozzles // AIAA Paper 98-3619.
3. Frey M., Hagemann G. Flow Separation and Side-Loads in Rocket Nozzles. // AIAA Paper 99-2815.
4. , , . Пульсации давления при струйных и отрывных течениях. М.: Машиностроение, 1990.
УДК 531.5
*****@***ru
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Прохождение радиационных поясов Земли космическим аппаратом с двигателями малой тяги и получением дозы радиации, не превосходящей заданную
Данный доклад посвящен теме разработки системы управления движением центром масс КА с двигателями малой тяги, делающей попытку снизить дозу радиации, полученную кораблём при совершении различных манёвров на орбите. Воздействие космической радиации на аппаратуру является одним из основных факторов, определяющих срок жизни КА. С началом массового использования ЭРДУ для транспортировки в космосе времена пребывания КА в радиационных поясах Земли выросли на порядки, а следовательно, на порядки выросла и доза радиации, получаемая КА на орбите. Традиционный метод снижения полученной КА дозы радиации в радиационных поясах – утолщение стенок аппарата – оказывается неэффективными при долгих перелётах КА с помощью двигателей малой тяги. Поэтому разработка новых методов сокращения дозы радиации, полученной КА в радиационных поясах, является актуальной на данный момент.
В работе предлагается метод получения управления движением КА, которому соответствует траектория с полученной дозой радиации, не превышающей некоторое наперёд заданное значение 
. Кроме того, полученное управление является оптимальным в смысле затрат топлива. Решение поставленной задачи осуществляется путём модификации метода сведения оптимизационных задач к задачам линейного программирования высокой размерности. В рамках этого метода задаются начальная и конечная орбиты, число витков, а вся траектория разбивается на промежутки по эксцентрической аномалии 
. Также дискретизуется направление 
в плоскости местного горизонта искомого вектора тяги 
. Рассматриваются безразмерные тяги 
в каждом из допустимых направлений, на каждом из промежутков. После представления разности целевых векторов 
начальной и конечной орбит соответственно в виде
задача оптимального перелёта сводится к задаче линейного программирования с минимизируемым функционалом
при условии
и 
,
где 
– вектор весовых коэффициентов, 
– вектор искомых безразмерных тяг , 
и 
, 
и 
– матрицы и векторы физических и целевых ограничений соответственно.
Новизна данной работы заключается во введении в задачу линейного программирования дополнительного неравенства, ограничивающего сверху полученную КА дозу радиации:
где 
- доза радиации, полученная КА на опорной траектории.
Скорости роста доз радиации с изменением траектории КА 
, используемые в дополнительном неравенстве, рассчитаны численно с помощью современных программ SPENVIS (ESA) и GeoDos (РКК «Энергия») для расчёта дозы, полученной в радиационных поясах Земли. Полученная задача линейного программирования решается итерационно в среде MATLAB с начальной траекторией – траекторией с нулевым управлением.
Основной упор при разработке программного комплекса в среде MATLAB, решающего поставленную в начале доклада задачу, делается на решение проблемы верификации результатов. С этой целью в работе проводился ряд тестов – решение задач поиска оптимального управления с заранее известным ответом (например, задача о гомановском двухимпульсном перелёте). Также в работе получены физически адекватные результаты для задачи оптимизации перелёта с получением дозы радиации, не превышающей заданную, во внутреннем радиационном поясе Земли. Произведено сравнение оптимальных управлений с учётом радиационных эффектов и без.
Секция молекулярной и биологической физики наноструктур |
УДК 577.2
, Д. С.Ищенко
ilya. *****@***com
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Создание системы сравнительного геномного анализа
для работы с данными секвенирования бактерий
с использованием секвенаторов нового поколения
В свете широкого использования высокопроизводительных технологий твердофазного секвенирования (next generation sequencing, NGS) одной из задач биоинформатики является оптимизация алгоритмических подходов для анализа накапливаемой геномной информации. В отделе биоинформатики НИИ ФХМ ФМБА России разрабатывается пользовательский веб-ресурс, предоставляющий заинтересованным научно-исследовательским организациям наиболее эффективные программные решения для сравнительной структурной и функциональной аннотации данных полногеномного секвенирования прокариот. Сравнительный анализ включает в себя сопоставление геномных последовательностей, поиск однонуклеотидных замен с проверкой их синонимичности, аннотацию генома по известным геномам этого же вида микроорганизмов, иллюстрацию результатов сравнения. Интернет-портал предоставляет пользователю возможность ведения собственного геномного проекта, храня всю информацию в БД, что позволяет иметь доступ к результатам анализа с любого ПК.
Результативность применения предоставляемых алгоритмов продемонстрирована в ходе анализа структурно-функциональных особенностей геномов клинических изолятов M. tuberculosis и N. gonorrhoeae, ре-секвенированных в ходе выполняемых сотрудниками института научных проектов.
УДК 539.27
*****@***ru
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Изучение нанотрубок с кобальтом в качестве наполнителя методами просвечивающей электронной микроскопии
Целью работы было изучение особенностей углеродных нанотрубок, выращенных в условиях газостата, с кобальтом в качестве наполнителя. Были изучены кристаллографические особенности наполнителя. Особенностью данной работы является использование газостата, т. к. этот прибор практически не применяется для синтеза нанотрубок. Газостат может быть отнесён к разряду приборов, в которых применяется «метод газового осаждения из пара». Однако в случае газостата внутри прибора устанавливаются неравновесные условия (градиент температуры), что представляет интерес для изучения. Электронно-микроскопические исследования проводились на приборе JEOL-2010.
Метод газового осаждения из пара применялся для синтеза углеродных структур задолго до открытия углеродных нанотрубок. Впервые этот метод применили для роста нанотрубок, когда был осуществлён процесс термокаталитического разложения ацетилена над мелкодисперсными частицами железа при температуре 700 оС. Общая схема метода такова: Углеродсодержащая газовая смесь пропускается сквозь кварцевую трубку, помещенную в печь при температуре около 700–1000 оС. В трубке находится керамический тигель с катализатором – металлическим порошком. Разложение углеводорода, происходящее в результате химической реакции атомов газа с атомами металла, приводит к образованию на поверхности катализатора фуллеренов и нанотрубок с внутренним диаметром до 10 нм и длиной до нескольких десятков микрон.
Механизм роста нанотрубок до сих пор является не до конца объяснённым. Модель, предложенная в 1972 году Бейкером [1], является общепринятой. Рассматривается такая модель роста, в которой на субстрате при высокой температуре формируются сферические или полусферические наночастицы. При росте каталитическая активность формируемых наночастиц увеличивается при разложении летучего углеродного соединения. Атомы углерода быстро диффундируют через частицу. Металлический кластер насыщается углеродом, и углерод осаждается на поверхности частицы. Если поставка углерода не прекратится, осаждение углерода на каталитической частице ведёт к формированию нанотрубок. В зависимости от соединения каталитических частиц и субстрата могут происходить разные процессы. При слабом взаимодействии частицы и субстрата осаждение углерода происходит на нижней поверхности частицы, и трубка поднимает частичку при росте. В этом случае формирующаяся нанотрубка оборачивает каталитическую частицу на конце. Эта модель роста называется «вершинной». В случае сильного взаимодействия частицы и подложки реализуется «корневая» модель роста.
В нашем эксперименте при синтезе средняя температура в аппарате была 570±30 оС, а давление – 50 МПа. Максимальная температура в аппарате достигала 1400 оС. В настоящей работе в качестве газа-носителя используется смесь оксида углерода CO и азота N2 в соотношении 1 : 30.
Анализ полученного материала показал, что чаще всего встречаются частицы, имеющие ГЦК-кристаллическую решетку (рис. 1).
Рис. 1. Фотография высокого разрешения ГЦК-частицы кобальта в нанотрубке. Отмечены плоскости (002) графита и (200) кобальта
Реже обнаруживаются частицы, имеющие ГПУ-решетку. В нескольких трубках был обнаружен карбид кобальта. Также были исследованы дефектные структуры наночастиц кобальта, такие как – двойники (рис. 2) и политипы.
Рис. 2. Двойникованная частица ГЦК-кобальта. На рисунке показаны соответствующие плоскости. Плоскость двойникования – (111)
Мы предполагаем, что основной движущей силой процесса получения нанотрубок с наполнителем является капиллярность. Температура плавления кобальта 1494 оС. Это для массивных образцов. Поскольку температура плавления наночастицы существенно меньше температуры плавления массивного материала, температуры, при которых происходил синтез в наших условиях, достаточны для того, чтобы считать, что кобальт в нашей работе был или в жидком, или в квазижидком состоянии.
Поскольку каталитическая частица не изолирована от остального металла, особенностью роста является то, что в растущую трубку засасывается окружающий металл. Таким образом, кобальт оказывается как катализатором, так и наполнителем. И каталитическая частица, и наполнитель участвуют в процессе дальнейшего роста нанотрубки, поскольку насыщены атомами углерода. Внутри наполнителя часто видны фрагменты углеродных слоёв, которые не проходят через всю трубку. Вероятнее всего эти углеродные слои выделились внутри в процессе затвердевания частиц Co. При остывании кобальта и графитовой нанотрубки происходит изменение их размеров. Но, поскольку коэффициенты расширения сильно отличаются, причём объём металла уменьшается быстрее, между стенками нанотрубки и наполнителем возможно возникновение пустот, куда могут устремиться атомы углерода, оставшиеся в металле. Можно считать, что наполнитель также играет роль в росте трубки, как и каталитическая частица, только каталитическая частица контролирует рост нанотрубки в длину, а наполнитель – изменение формы и профиля трубки.
Выводы.
Установлены четыре разных ориентации ГЦК-частиц кобальта по отношению к оси трубки: [100], [110], [111] и [112]. Дополнительные направления обусловлены двойникованием в ГЦК-решетке. Для ГПУ-решетки установлены следующие ориентации: [001], [110] и [11-4].
Сделан вывод, что образование трёх фаз кобальта в нанотрубках связано с особенностями выделения углерода из расплава в условиях газостата.
Литература
1. Baker R. T.K., Barber M. A., Harris P. S., Feates F. S., Waite R. J.: Nucleation and growth of carbon deposits from the nickel catalyzed decomposition of acetylene // J. Catal. 1972. 26, 51.
УДК 533.9.01
,
*****@***com
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Исследование оптическими методами ловушки пылевых структур в пространственно-неоднородном положительном столбе разряда постоянного тока
В последние десятилетия интерес к изучению взаимодействия плазмы с пылевой компонентой растет очень быстро. Он обуславливается как широким распространением пылевой плазмы в космосе, при производстве микроэлектроники и в термоядерных установках с магнитным удержанием плазмы, так и множеством эффектов, наблюдаемых в ней, таких, как образование, значительная зарядка пылевых частиц и способность к самоорганизации и образованию упорядоченных структур.
Исследование пылевой плазмы часто производится оптическими системами, так как характерный размер пылевых частиц варьируется в пределах нескольких микрометров. При этом удержание пылевых структур в положительном столбе газового разряда постоянного тока для дальнейшего исследования является широко распространенной методикой. Часто пылевые структуры удерживаются в ловушках, полученных такой неоднородностью разрядной трубки, как скачкообразное изменение ее диаметра. В связи с этим возникает вопрос о взаимодействии пылевой компоненты с ловушкой. Актуальность этой задачи объясняется тем, что моделирование газового разряда в области пространственной неоднородности важно не только для физики газового разряда, но и для более точной интерпретации результатов экспериментов с пылевой плазмой.
В экспериментальных исследованиях газовых разрядов важную роль играют метастабильные атомы, так как они активно участвуют в процессах ступенчатой ионизации и формирования функции распределения электронов по энергии. А с точки зрения пылевой плазмы метастабильные атомы играют значимую роль в процессе нагрева пылевых частиц наряду с электрон-ионной рекомбинацией на поверхности частиц, поглощением излучения плазмы и вкладом кинетической энергии электронов и ионов, попадающих на частицу, что важно в производстве при процессах напыления и в медицинских установках, использующих пылевую плазму.
Целью данной работы являлось экспериментальное исследование оптическими методами основных параметров плазмы, связанных с возбужденными атомами, в области пространственной неоднородности положительного столба разряда постоянного тока (ловушка пылевых структур) с последующим анализом результатов и сравнением с математической моделью плазмы в нелокальном приближении для ее проверки. В ходе исследования были получены пространственные профили концентрации метастабильных атомов на уровнях 1s5 и 1s3 методом спектрометрического анализа поглощения собственного излучения и методами поглощения лазерного излучения и лазерной флуоресценции соответственно (так как в отличие от зондовых методов диагностики спектроскопические методы являются точными, точечными и не вносящими значительных возмущений в систему). На основе абсолютных спектрометрических измерений был получен профиль концентрации электронно-возбужденных атомов на уровень 2s22p5(2P°1/2)3p (линия 𝜆0 = 585.25 нм). На основе сравнения полученных результатов с результатами численного моделирования были определены дополнительные каналы гибели метастабильных атомов, которые следует учитывать при анализе результатов экспериментов с пылевыми структурами в плазме. Были проведены эксперименты с пылевыми частицами, сделаны оценки энергетических потоков на них с учетом вклада метастабильных атомов и оценена температура поверхности частиц.
УДК 51-72
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Асимптотические свойства решений линеаризованных уравнений движения слабо сжимаемой баротропной среды
Рассмотрим слабо сжимаемую баротропную сплошную среду с уравнением состояния 
, где 
— плотность, 
— давление, 
— коэффициент (фактор) сжимаемости, 
, 
. Пусть 
— ограниченная область с кусочно‒гладкой границей, 
, 
, 
. Линеаризация уравнений Навье‒Стокса в цилиндре 
вблизи произвольного состояния с постоянной плотностью (
) для такой среды имеет вид
(1)
— векторные поля, 
— скалярные поля,
— квадратная матрица размера 
,
, 
; 
, 
— коэффициенты вязкости. Неизвестными в системе (1) являются поля 
и 
.
Пусть 
. Поставим для (1) следующие начальные и краевые условия:
(2)
где 
, 
.
В докладе приводятся достаточные условия существования и единственности слабых решений начально‒краевой задачи (1), (2). Исследуется сходимость этих решений при 
к решению соответствующей начально‒краевой задачи для линеаризованных уравнений движения несжимаемой жидкости. Для уравнений Навье‒Стокса подобные вопросы рассматривались Э. Файрайзлом, П.-Л. Лионсом, Н. Масмуди, и другими авторами [1‒3]. В докладе приводятся аналоги известных результатов о слабой сходимости поля скорости, а также достаточные условия сильной сходимости полей скорости и давления. Основные из этих результатов состоят в следующем:
1. В общем случае поле скорости 
сходится слабо;
2. Если начальное условие 
для поля скорости соленоидально, то 
сходится сильно, а поле давления 
сходится 
-слабо.
3. Если, кроме того, начальное условие для давления совпадает со значением 
давления 
в несжимаемой жидкости в начальный момент времени, причём 
, то 
сходится сильно.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант -офи_м.
Литература
1. Шифрин непрерывной зависимости от сжимаемости нестационарных течений вязких мало сжимаемых жидкостей // ДАН. 1999. Т. 365. № 2, С. 197–200.
2. Lions P.-L., Masmoudi N. Incompressible limit for a viscous compressible fluid // J. Math. Pures Appl. 1998. V. 77., N 6. С. 585–627.
3. Асимптотический анализ полной системы Навье–Стокса–Фурье: от течений сжимаемой к течениям несжимаемой жидкости // УМН. 2007. Т. 62, № 3. C. 27–36.
УДК 539.19
*****@***com
Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Температурная зависимость интенсивности димольного излучения синглетного кислорода
Синглетный кислород (далее СК) – это молекулы кислорода на первом электронно-возбужденном уровне. Они играют важную роль в процессах, протекающих в атмосфере [1], биологических системах [2], при горении. СК является источником энергии для кислородно-йодных лазеров [3]. В связи с этим актуально обнаружение СК и определение его концентрации по интенсивности димольных излучений:
O2 (1Δg) + O2 (1Δg) = O2 (3Σg) + O2 (3Σg) + hν (λ = 634 нм), (1)
O2 (1Δg) + O2 (1Δg) = O2 (3Σg) + O2 (3Σg)(υ=1) + hν (λ =703 нм). (2)
Известны зависимости констант скоростей реакций 1 и 2 в диапазоне 200–1000 К [4], а так же для температур свыше 1000 К [5]. Спорным вопросом остается поведение константы скорости реакции 1 и 2 при температурах ниже 150 К. По оценкам [6,7], константа скорости реакции возрастает с падением температуры. В настоящей работе для охлаждения потока СК использовался медный цилиндр с отверстиями вдоль оси. Цилиндр помещался во фторопластовый контейнер и заливался охладителем – жидким азотом или спиртом. Для моделирования эффективности охлаждения потока СК применялся пакет COMSOL Multiphysics. Для анализа были использованы уравнения Навье–Стокса, диффузии и теплопроводности с учетом основных кинетических процессов в газовой фазе и на поверхности теплообменника. Результаты расчетов показали возможность достижения температур потока СК до 100 К. Был спроектирован и изготовлен теплообменник, удовлетворяющий этим требованиям.
Экспериментальная установка реализована в Самарском филиале ФИАН. Установка состояла из генератора СК, в котором СК получался в ходе реакции раствора щелочи с газообразным хлором, теплообменника, диагностической камеры.
Для расчета температуры использовался спектр перехода O2 (1Σg) = O2 (3Σg) + hν в полосе 763 нм. Форма спектра позволяет оценить температуру с точностью около 5 К. Интенсивность излучения СК на переходе O2 (1Δg) = O2 (3Σg) + hν (λ = 1270 нм) определялась с помощью абсолютно калиброванного ИК-спектрометра. Интенсивность переходов (1), (2) измерялась с помощью второго абсолютно калиброванного спектрометра. Измерение отношения интенсивности димольного излучения к квадрату интенсивности излучения СК при разных температурах позволяют определить температурную зависимость констант скоростей димольных излучений.
Полученные данные были аппроксимированы тремя способами – простая коллизионная модель, коллизионная модель с энергией активации и коллизионная модель с энергией активации и вероятностью взаимодействия, зависящей от времени пролета. Наилучшую сходимость показали коллизионная модель с энергией активации и коллизионная модель с энергией активации и вероятностью излучения.
В работах [8, 5] отношение констант скоростей реакции (2) и (1) ~ 1.07 при температуре ~ 300 К. Нами обнаружено, что при температурах ниже 150 К это отношение уменьшается и становится равным ~ 0.95. Скорее всего, это происходит в силу разных значений параметра E в реакции 1 и 2.
Литература
1. Harrison Roy M. Pollution: Causes, Effects & Control (2nd ed.) // Cambridge: The Royal Society of Chemistry, 1990. ISBN -7.
2. Bo Song, Guilan Wang and Jingli Yuan A new europium chelate-based phosphorescence probe specific for singlet oxygen // The Royal Society of Chem. 2005, mun., 2005. P. 3553–3555. DOI: 10.1039/b503980k
3. Manish Gupta, Thomas Owano, Douglas S. Baer, Anthony O’Keefe, Skip Williams Quantitative determination of singlet oxygen density and temperature for Oxygen-Iodine Laser Applications // Chemical Physics Letters 2004 N 400. P. 42–46
4. Arnold S. J., Browne R. J. and Ogryzlo E. A. // Photochem. Photobiol. 1965. N 4. P. 963.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
Основные порталы (построено редакторами)