Fakulta matematiky, fyziky
a informatiky
Univerzity Komenského v Bratislave

Kinetika elektrónových a iónových procesov pre fúznu plazmu a elektrické výboje (projekt APVV)

Projekt je zameraný na výskum elektrónových a iónových procesov spojených s atómami, molekulami a klastrami. Výber študovaných molekúl je podmienený ich dôležitosťou v procesoch plazmy, pre nanotechnológie, ako aj biologickou významnosťou.


08. 11. 2015 08.27 hod.
Od: Ján Urban

Zodpovedný riešiteľ: Prof. RNDr. Štefan Matejčík, DrSc.
Výskumná skupina: Electron and Plasma Physics Group
Financovanie projektu:
Agentúra pre vedu a výskum, APVV-0733-11
Obdobie riešenia: 2012-2015

Projekt zahŕňa nasledujúce aktivity:

  • Štúdium kinetiky a reakčných mechanizmov ionizačných reakcií elektrónov s moleku-lami a klastrami.
  • Štúdium kinetiky a mechanizmu excitačných reakcií elektrónov s molekulami technologických plynov a molekúl v hraničnej vrstve termojadrového reaktora a pre procesy v atmosfére, zamerané na optickú diagnostiku plazmy v tokamakoch a v plazme a atmosfére.
  • Štúdium interakcií elektrónov a iónov pri atmosférickom tlaku, meranie pohyblivosti elektrónov, iónov v plynoch, kinetiky terciálnych elektrónových reakcií (záchyt elektrónov), asociačné reakcie iónov.
  • Aplikáciu poznatkov na mikrovýboje a výboje pri atmosférickom tlaku.

Pracovisko prof. Matejčíka na KEF FMFI UK sa v poslednom desaťročí vyprofilovalo ako významné laboratórium v oblasti výskumu elementárnych procesov v plazme v Európskom i svetovom meradle. Na pracovisku bolo vyvinutých niekoľko unikátnych experimentálnych zariadení, ktoré umožňujú študovať interakcie elektrónov s atómami, molekulami a klastrami, ale i reakcie elektrónov a iónov za podmienok atmosférického tlaku. Tieto zariadenia umožňujú komplexne študovať viacero typov reakcií. Výsledkom štúdia sú údaje o kinetike elektrónových a iónových reakcií, charakterizácia produktov týchto reakcií ako i poznatky o mechanizme študovaných reakcií.

V oblasti interakcií elektrónov s atómami, molekulami a klastrami existujú na pracovisku tri unikátne experimentálne zariadenia na štúdium ionizačných reakcií s molekulami, klastrami a excitačných reakcií elektrónov. Všetky tri sa vyznačujú využitím špeciálnych elektrónových zdrojov – elektrónových monochromátorov, ktoré umožňujú skúmať tieto reakcie s presne definovaným elektrónovým zväzkom s vysokým rozlíšením z hľadiska energie elektrónov. Tieto zariadenia umožňujú merať účinné prierezy ionizačných reakcií elektrónov s molekulami a klastrami s vysokým rozlíšením a tiež získavať presnejšie poznatky a údaje z mechanizmu a energetickej bilancie reakcií (ionizačné energie molekúl, prahové energie disociatívnych kanálov, hmotnostné spektrá produktov).

V oblasti EIF je pracovisko druhým na svete, ktoré aplikovalo monochromatický zdroj elektrónov na štúdium tohto typu procesov, pričom v porovnaní s konkurenciou zariadenie na KEF dosahuje oveľa vyššiu citlivosť, čo umožňuje študovať také procesy, ktoré doteraz neboli detekovateľné. Zvýšená citlivosť umožňuje zvýšenie rozlíšenia optického monochromátora čím sa získavajú podstatne kvalitnejšie kinetické dáta i optické spektrá. V oblasti skúmania reakcií elektrónov a iónov s molekulami pri atmosférickom tlaku boli na pracovisku vyvinuté tri zariadenia umožňujúce merať pohyblivosti iónov, elektrónov, hmotnostne rozlíšené pohyblivostné spektrá iónov a kinetiku elektrónových a iónových reakcií. ýsledky z experiment sú dopĺňané výsledkami teoretických výpočtov.