Conference Paper Non-equilibrium Characteristics of N2 B and C states puffed onto argon arc-jet plume

福川, 千菜  ,  Fukukawa, Senna  ,  根津, 篤  ,  Nezu, Atsushi  ,  赤塚, 洋  ,  AKATSUKA, HIROSHI

2017-11 , 一般社団法人 プラズマ・核融合学会 , The Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research
Arアークジェットプラズマに窒素ガスをパフすると、 N2のバンドスペクトルとして特徴的な2PSと1PSが観測された。 C状態は振動・回転温度ともに0.17 eV程度で、 B状態はそれぞれ0.28 – 0.35 eV, 0.038 – 0.050 eVとなった。 Arアークジェットプラズマの電子温度は0.3 – 0.5 eVなので、基底状態から状態への励起過程は、電子衝突ではなく、 Arプラズマ中に含まれる準安定状態との衝突によると考察される。特に、 N2 C状態は Ar準安定とエネルギー的に共鳴にあり、ここで得られた C状態の回転温度・振動温度はプラズマプルームの並進温度の近似値を与えると考えられる。一方、 B状態は C状態の輻射遷移のみでできると仮定すると、振動温度が実測値と一致せず、その生成過程が複雑であると考えられる。
We analyzed the N2 first positive (1PS) and the second positive (2PS) systems by optical emission spectroscopy (OES) when N2 gas is puffed onto Ar plasma jet. We found that Tv ~ Tr ~ 0.17 eV for C state, while Tv ~ 0.28 – 0.35 eV, Tr ~ 0.038 – 0.050 eV for B state, all of which are determined by fitting the calculated spectrum with those measured experimentally. Since the electron temperature in the observed area is about 0.4 eV, the N2 C states are produced by the resonant energy transfer from the Ar metastable to the N2 ground state. It is also considered that similar values of Tv and Tr of the C state are the approximate value of the translational temperature of the metastable Ar. Meanwhile, the vibrational distribution of the B state shows that the B state is populated not only by the radiative decay of the C state but also from other collisionalprocesses, since the Franck-Condon principle cannot predict the vibrational population of the B state from the C state.

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