Published December 1975 | Version v1
Journal article

Theory of holow cathode arc discharges. I. Energy transfer in cascade from electrons to neutral particles. Application to argon

  • 1. Paris-11 Univ., 91 - Orsay (France). Lab. de Physique des Plasmas

Description

The formation of a plasma column inside a hollow cathode in the normal arc regime is due to the injection of fast electrons, with a few tens of electron-volts, which transfer a large amount of their initial energy to neutrals by inelastic collisions in cascade. A model describing this energy degradation problem in the electron velocity space has been studied which gives the number of ionizations and excitations per primary electron injected in the plasma as a function of their initial energy. Numerical results obtained in argon are given. The role played by the excited states in stepwise ionization is also discussed and demonstrated

Abstract (French)

La colonne de plasma qui pénètre dans la cavité cathodique en régime normal de fonctionnement d'un arc à cathode creuse est entretenue par l'injection permanente d'électrons rapides, ayant quelques dizaines d'électron-volts, qui excitent et ionisent le gaz neutre par collisions inélastiques en cascade. Le problème de la dégradation de l'énergie initiale des électrons par transfert inélastique vers le gaz neutre a été étudié à l'aide d'un modèle théorique qui consiste à analyser le flux d'électrons dans l'espace des vitesses. On déduit de ce modèle le nombre d'ionisations et d'excitations de différents types effectuées par électron primaire en fonction de leur énergie initiale. Une application numérique au cas de l'argon a été faite. Finalement, on met en évidence le rôle joué par les états excités comme relais pour l'ionisation.

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Original title (French)
Theorie de la decharge d'arc a cathode creuse. I. Transfert d'energie en cascade des electrons vers les neutres. Application a l'argon

Publishing Information

Journal Title
Journal de Physique
Journal Volume
36
Journal Issue
12
Series
J. Phys. (Paris).
Journal Page Range
1233-1240
ISSN
0302-0738

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