Перезарядка ионов

Определение "Перезарядка ионов" в Большой Советской Энциклопедии

Эффективные сечения перезарядки ионов водорода

Перезарядка ионов, процесс взаимодействия положительных ионов с нейтральными атомами (молекулами) или поверхностью твёрдого тела, сопровождающийся обменом электронами между взаимодействующими частицами. (Часто нестрого называется Перезарядка ионов и аналогичные взаимодействия отрицательных ионов.) Перезарядка ионов в газах и жидкостях происходит по схеме А⁺ + B⁰ ® A⁰ + В⁺ (верхние индексы соответствуют заряду частицы). Если Перезарядка ионов не сопровождается изменением внутренней энергии системы взаимодействующих частиц, она называется резонансной. Таким процессом является, например, обмен электроном между атомарным ионом и атомом того же элемента (или же между молекулярным ионом и молекулой того же вещества). Вероятность Перезарядка ионов (характеризуемая её эффективным поперечным сечением) определяется родом частиц А и В и скоростью их относительного движения; она зависит от параметра aDE/hu (а — размер ионизуемой частицы, DЕ — изменение внутренней энергии, h — Планка постоянная, v — относительная скорость частиц). При уменьшении v сечение Перезарядка ионов сильно уменьшается для нерезонансной Перезарядка ионов (когда aDE/hu >> 1) и монотонно возрастает для резонансной. Типичный пример — перезарядка протонов на атомарном и молекулярном водороде (рис.). Процессы Перезарядка ионов могут играть существенную роль в энергетическом балансе горячей плазмы.

  Возможна также резонансная Перезарядка ионов с образованием нейтрального атома (молекулы) не в основном, а в возбуждённом состоянии, когда электрон захватывается на один из свободных верхних уровней энергии (см. Атом, Молекула).

  Перезарядка ионов вблизи поверхности металла (при захвате ионом электрона из металла) происходит аналогично Перезарядка ионов в газах. Особый вид Перезарядка ионов— захват двух электронов с образованием отрицательного иона — возможен для положительных атомарных или молекулярных ионов электроотрицательных газов (см. Сродство к электрону, Электроотрицательность).

  Основную роль в механизме Перезарядка ионов играет туннельный эффект. Перезарядка ионов широко используется в различных вариантах активной и пассивной диагностики плазмы. См. также Ионизация, Столкновения атомные.
 

  Лит.: Месси Г., Бархоп Е., Электронные и атомные столкновения, пер. с англ., М., 1958; Федоренко Н. В., Ионизация при столкновениях ионов с атомами, «Успехи физических наук», 1959, т. 68, в. 3; Атомные и молекулярные процессы, под ред. Д. Бейтса, пер. с англ., М., 1964.