Study of ionizing collisions involving excited states in a potassium-rubidium mixture at thermal energy
Description
This study concerns mainly ionising collisions involving excited states in a saturated mixture of K-Rb vapours, at thermal energy. The experimental method consists into continuous resonant two steps laser excitation of the atoms (n ≤ 10) and mass spectrometry of ion currents. Radiative and collisional relaxation of the atoms create a complex medium. The most efficient collisional processes are Penning ionisation and Hornbeck-Molnar ionisation. In the heteronuclear system Rb(n1) + K(4P), the following exit channels may be operative: Rb(n1) + K(4P) → Rb+ + e- + K Rb(n1) + K(4p) → K+ + e- + Rb Rb(n1) + K(4P) → KRb+ + e-. The measurements show that the first channel has an average cross section ∼ 10-13 cm2. Those of the other channels are at least three orders of magnitude smaller and thus comparatively negligible. The data obtained from 5D to 10S allow to conclude that the flux in the entrance channel ionises at large separation between Rb(n1) and K(4P). The process of ionisation is dominated by polarisation forces, exchange forces being negligible. In the present mixture, Hornbeck-Molnar ionisation leads to homonuclear molecular ions K2+, Rb2+ as well as the heteronuclear one KRb+. We have measured the rate coefficients for the systems: K(n1) + Rb → KRb+ + e-Rb(n1) + K → KRb+ + e-. The rate coefficients increase with the excitation energy of the level n1; they do not exhibit fundamental differences with those measured in pure alkali vapours
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (French)
Cette etude porte essentiellement sur les collisions ionisantes mettant en jeu des etats excites dans un melange de vapeurs saturantes K-Rb, a energie thermique. La methode experimentale consiste en l'excitation laser continue et resonnante en deux etapes des etats de Rydberg intermediaires (n ≤ 10) et l'analyse par spectrometrie de masse du courant d'ions. La relaxation radiative et collisionnelle des atomes engendre un milieu complexe. Les processus collisionnels les plus efficaces sont l'ionisation Penning et l'ionisation Hornbeck Molnar. Dans le systeme heteronucleaire Rb(n1) + K(4P) on pourrait s'attendre aux voies de sortie: Rb(n1) + K(4P) → Rb+ + e- + K Rb(n1) + K(4p) → K+ + e- + Rb Rb(n1) + K(4P) → KRb+ + e-. Les mesures montrent que la premiere voie a une section efficace moyenne de ∼ 10-13 cm2. Celles des autres sont au moins trois ordres de grandeurs plus petites et sont donc comparativement negligeables. L'ensemble des resultats obtenus a partir des niveaux 5D a 10S permet de montrer que le flux de la voie d'entree s'ionise a grande separation entre Rb(n1) et K(4P). Le processus d'ionisation est domine par les forces de polarisation, les forces d'echange etant comparativement negligeables. Dans le present melange, l'ionisation Hornbeck-Molnar conduit a la formation d'ions homonucleaires K2+, Rb2+ et heteronucleaires KRb+. Nous avons mesure les taux de reaction dans les systemes: K(n1) + Rb → KRb+ + e- Rb(n1) + K → KRb+ + e-. Les taux de reaction augmentent avec l'energie d'excitation de l'etat n1, ils ne presentent pas de differences fondamentales avec ceux connus dans les alcalins en phase vapeur pureFiles
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- Original title (French)
- Etude de l'ionisation collisionnelle mettant en jeu des etats excites dans un melange potassium-rubidium, a energie thermique
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 202 p.
- Report number
- FRCEA-TH--116
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 20009552
- Subject category
- S74: ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ATOM-ATOM COLLISIONS; EXCITED STATES; INELASTIC SCATTERING; LASER RADIATION; PENNING EFFECT; PHOTOIONIZATION; POTASSIUM; RUBIDIUM
- Descriptors DEC
- ALKALI METALS; ATOM COLLISIONS; COLLISIONS; ELECTROMAGNETIC RADIATION; ELEMENTS; ENERGY LEVELS; IONIZATION; METALS; RADIATIONS; SCATTERING