Способ определения потока атомарного водорода

(5 5 НЗО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ46 енерно-физический инСпособ основан на регистрации скорости газовыделения молекул водорода при падении атомарного пучка водорода 5 на приемную пластину 3. Пластину 3 и рефлектор 4, изготовленные из металла с положительной энергией растворения водорода, нагревают до 400 - 1300 К. Часть падающего на пластину пучка атомарного водорода молизуется (переводится в газовую фазу), часть внедряется, а часть отражается. Отраженная часть атомов попадает на рефлектор 4 и молизуется. Через определенный интервал времени внедренные атомы десорбируются из материалов пластины и рефлектора в виде молекул водорода в вакуум, где в газовой фазе регистрируются с помощью масс-спектрометра 2. При этом поток обратного из ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКА АТОМАРНОГО ВОДОРОДА(57) Изобретение относится к физической электронике, физике плазмы и физической химии и может быть использовано при исследованиях процессов взаимодействия атомов водорода с поверхностью материалов. Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет снижения систематических ошибок, связанных с захватом приемной пластиной и отражением от нее атомов водорода, 1 оток атомов водорода направИзобретение относится к физической лектронике, физике плазмы и физической имии и может быть использовано для опрееления потоков атомарного водорода в обасти энергий от тепловых и выше при иследованиях процессов взаимодействия атомов водорода с поверхностью материалов,Цель изобретения - повышение точности утем учета долей адсорбированного, аборбированного и отраженного пластиной отока водорода.На чертеже приведена схема устройства ля реализации предложенного способа.В откачиваемой камере 1, сообщающейсямасс-спектрометром 2, расположена примная пластина 3, окруженная рефлектоом 4. 2ляют на приемную пластину, окруженную рефлектором, пластина и рефлектор изготовлены из металла с положительной энергией водорода и нагреты до 500 в 13 К. Методом регистрации парциального давления в режиме динамической откачки вакуумной камеры измеряют потокдесорбирующихся молекул водорода в течение вр ени 1 оцениваемом соотношением Ъ)АЯ 1 - + +-/а)/(лКИ), где ) и К - зависящие от температуры коэффициенты диффузии водорода в материале пластины и рефлектора и рекомбинации атомов водорода в молекулы на их поверхности; Л - сечение входящего пучка атомов; т - коэффициент отражения первичного потока атомов от приемной пластины; а - отношение площадч рефлектора, на которую падают кинетически отраженные от пластины атомы,к сечению А;60 - заданная погрешность. При использовании никеля при 500 К при плотности потока атомов 10" см свремя измерений 13 - 130 с. 1 ил.1614142Формула изобретения у=У( - б) 3материалов газовыделения 1 растет во времени и достигает значений, близких к падающему потоку 1 через время 1, определяемое из соотношения: 1=0 А(-/1 - . + -/ач)/(лКИр) где 0,К - зависящие от температуры коэффициенты диффузии водорода вматериале пластины и рефлектора и рекомбинации атомов водорода в молекулы на их поверхности;А - сечение входящего пучка атомов- коэффициент отражения первичного потока атомов от приемнойпластины;а - отношение площади рефлектора,на которую падают кинетическиотраженные от приемной пластины атомы, к сечению А;20бо - погрешность измерения.Соотношение для необходимого времени регистрации газовыделения 1 получено из условия примерного равенства потоков прямого и обратного газовыделения 25 Уровень температур выбран из условия,что при температурах ниже 400 К времявыхода газовыделения на уровень 1:1(время регистрации) становится недопустимо большим, а при температурах выше 1 ЗООКзначительная часть газа десорбируется нев виде молекул, а в виде атомов.Для измерения газового потока используется метод регистрации парциальногодавления в режиме динамической откачкивакуумной камеры, при этом величина газового потока пропорциональна изменениюпарциального давления водорода в камере.Градуировку используемого измерителя парциального давления водорода производят,бомбардируя приемную пластину ионами 4 Оводорода, условия газовыделения которыхидентичны, а падающий поток частиц легкоизмеряют по электрическому току на приемную пластину,4При нагреве приемной пластины и рефлектора из никеля до 500 К значения коэффициентовйт 10 см/с,К=10 9 см/с. При заданной погрешности измерения 5 Я (б= =0,05) и потоке атомовплотностью 104 см свремя измерения газовыделения составляет3 с при ю 0 и 130 с при =1,0, что согласуется с экспериментальными данными.Повышение точности достигается за счет учета атомов водорода, захваченных приемной пластиной и отраженных от нее,Способ определения потока атомарного водорода, включающий направление потока атомов водорода на приемную пластину, измерение потока десорбирующихся молекул и оценку потока атомарного водорода, отличаюиийся тем, что, с целью повышения точности, приемную пластину окружают рефлектором, в качестве материалов рефлектора и приемной пластины используют металл с положительной энергией растворения водорода, пластину и рефлектор нагревают до 400 в 130 и измеряют поток десорбирующихся молекул водорода в течение времени 1, которое выбирают из выражения1: ВА(1 - к + -/а)/(лКЯо)где,О - коэффициент диффузии водородав материале пластины и рефлектора при температуре пластины, см/с;А - площадь сечения потока атомовводорода, см;- коэффициент отражения от пластины потока атомов водорода;а - отношение площади рефлектора,на которую могут попасть упруго- отраженные от приемной пластины атомы водорода, к площади сечения потока атомов;К - коэффициент рекомбинации растворенных атомов водорода в молекулу на поверхности пластины, см 4/сСоставитель В. Синявский Редактор Л. Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор Э.Лончакова Заказ 3899 Тираж 662 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент . Ужгород, ул. Гагарина, 01