مطالعه‌ي پارامترهاي ديناميكي گلوله‌ پلاسمايي توليد شده توسط جت هليوم در حضور گازهاي محيطي مختلف

در اين مقاله پارامترهاي ديناميكي يك گلوله‌ي پلاسمايي (موج يونيزان هدايت شده) در حضور گازهاي اكسيژن، نيتروژن و هواي خشك مورد بررسي قرار ميگيرد. ديناميك گلوله‌ي پلاسمايي توليد شده توسط يك جت پلاسماي هليوم در فشار اتمسفر با فركانس 30 كيلوهرتز از لحظه خروج از لوله جت تا لحظه نابودي كامل در محيط گازي اطراف آن توسط يك دوربين فوق سريع (ICCD) ثبت و اندازه گيري مي‌شود. گلوله‌ي پلاسمايي با تاثيرپذيري از گازهاي محيطي داراي سرعت، اندازه و طول انتشار متفاوتي در هر كدام از گازهاي محيطي مي‌باشد. سرعت گلوله پلاسمايي در اكسيژن و هواي خشك بيشتر از نيتروژن مي‌باشد و تا حدود 18 كيلومتر برثانيه نيز مي‌رسد. بيشترين طول انتشار گلوله پلاسمايي در محيط نيتروژن و هواي خشك با حدود 12 ميلي‌متر مي‌باشد. طيف تابشي جت پلاسماي هليوم نيز جهت بررسي گونه هاي شيميايي توليد شده در گازهاي محيطي مختلف اندازه گيري شد. نتايج اين آزمايشات نشان دهنده تاثير گازهاي محيطي و بخصوص نقش مولكول‌هاي اكسيژن بر انتشار گلوله پلاسمايي مي‌باشد.

In this paper, dynamical parameters of a plasma bullet (guided ionization wave) were studied in different gases such as oxygen, nitrogen and dry air. The dynamics of a plasma bullet, which is generated by a 30 kHz atmospheric pressure helium plasma jet, was measured using a high-speed ICCD camera from the starting moment of propagation at the end of the jet’s capillary to the vanishing point in the surrounding gas. The plasma bullet has different propagation velocity, diameter and propagation length in different surrounding gases. The velocity of the plasma bullet is higher in oxygen and dry air compared to nitrogen and reaches up to 18 km/s. The maximum propagation length is 12 mm in nitrogen and dry air. The spectroscopic emission of helium plasma jet was also measured to investigate the chemical species in different surrounding gases. The result of this study shows the influence of the surrounding gas on the propagation of plasma bullets and especially the role of oxygen in the propagation mechanism.