Темный разряд. Относительный коэффициент ионизации

Процесс газового усиления при несамостоятельном темном разряде, являющийся следствием развития электронных лавин, описывается уравнением

где - ток на анод с учетом газового усиления; - ток электронов с катода под действием внешнего фактора; - расстояние между катодом и анодом; - коэффициент объемной ионизации (число ионизации, производимых электроном на 1 м пути).

Коэффициент является функцией напряженности поля Е. Поэтому формула справедлива в условиях линейного распределения потенциала между электродами. При неоднородном поле

При учете процесса вторичной электронной эмиссии из катода под действием бомбардировки его ионами для однородного поля

где - коэффициент вторичной эмиссии катода под действием ионной бомбардировки.

Значения приведены в разделе.

Как показывают теоретический анализ и данные экспериментов, является функцией отношения . Значения для инертных газов приведены на рис. 3-22.

Рис. 3.22

При стационарном самостоятельном разряде не требуется выхода электронов из катода под действием внешнего ионизатора, т. е. ток в уравнении газового усиления при должен иметь конечное значение. Это приводит к условию самостоятельности разряда, полученному Таунсендом:

Физический смысл этого условия заключается в том, что электрон, вылетающий из катода, должен на своем пути к аноду создать такое число положительных ионов, которым можно выбить из катода по крайней мере один электрон.

Поскольку

и при равномерном поле

напряжение зажигания самостоятельного разряда является функцией произведения давления газа и расстояния между электродами . Графически зависимость дается характеристиками зажигания самостоятельного разряда ("кривые Пашена"). Такие характеристики для разных газов и различных материалов электродов приведены на рис. 3-23.

Рис. 3.23

В табл. 3-15 для некоторых газов и материалов электродов приведены значения и соответствующие им значения .

Таблица 3-15

Минимальные потенциалы зажигания и соответствующие им значения для некоторых газов
Газ	Материал катода
Не Ne Аr N2 О2 Воздух Н2 Hg Hg Hg Na	Fe Fe Fe Fe Fe Fe Pt W Fe Hg Fe	150 244 265 275 450 330 295 425 520 330 335	3,32 4,0 2,0 1,0 0,933 0,76 1,66 2,4 2,67 - 0,053

На рис. 3-24 приведены левые ветви кривых зажигания разряда, а на рис. 3-25 - правые ветви кривых для ряда газов, используемых в промышленных ионных приборах.

Рис. 3-24. Левые ветви кривых возникновения разряда в некоторых газах.