ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Ионная термоэмиссия
Выведем выражение для термоэмиссионного ионного тока, поя ляющегося в результате поверхностной ионизации паров цезия, обсуждавшей выше. При поверхностной ионизации захватывается электрон атома цезия, соответствующий ион освобождается.
|
(55) |
В одномерном приближении поток атомов, движущихся в любом из дь> возможных направлений
Ф = — пи. 2
Коэффициент 1/2 связан с тем, что половина атомов движется в одном направ лении, а вторая половина — в противоположном.
Так как 1/2 mCsv2 = 1/2 kTCs (здесь TCs — температура газа, состоящего из ато мов цезия), то скорость
|
(56) |
je mCs - масса атома цезия. Теперь поток можно представить в виде
(57)
Для идеального газа имеем п = p(s/kTCb^ и, следовательно,
|
(58) |
|
В трехмерном случае правильное выражение для потока записывается в ;е |
|
(59) |
|
1 |
|
Газ в межэлектродном пространстве состоит из электронов и тяжелых ча - *ш двух видов: атомов и ионов (имеющих практически одну и ту же массу ). Следовательно, поток, который мы вычисляем, является суммой потока нов Ф, и потока нейтральных атомов Фп и уравнение (59) можно перепить в виде |
|
(60) |
|
В нашем случае ионизация нейтральных атомов происходит за счет тепловой ргии и подчиняется закону Больцмана: |
|
Ф*'°СеХР ’ |
|
Т — температура электрода; ф — работа выхода; фіоп — потенциал ионизации «а цезия. Для цезия коэффициент пропорциональности принимается равным 1/2 и, овательно, |
|
Ф" 2ехР ^(6'оп-Ф) |
|
Ф, _________ 1 |
|
Полученное выражение известно как уравнение Саха-Ленгмюра. При ф < фіоп ізация не прекращается полностью, однако она быстро уменьшается с умень - меч величины ф. Нас интересует не отношение Ф - к Фи. а отношение Ф(. к полному потоку тых частиц, т. е. Ф(. + Фп: |
|
(61) |
|
(62) |
|
Ф, |
|
( |
|
ф. + ф |
|
1 + Ъ" 1+21ехр кї (Фі°П - Ф) |
Из уравнений (63) и (60) можно получить
|
Рс, |
|
QPcs |
Последнее выражение представляет собой ионный ток насыщения, эмш 1 емый горячим электродом, находящимся в атмосфере паров цезия.
