Скорость диссоциации молекулярного водорода в приэлектродном слое низкотемпературной плазмы

Теоретически определена скорость диссоциации молекулярного водорода в приэлектродном слое плазмы сильноточного низковольтного разряда. Учтено наличие неравновесного распределения по энергии у свободных электронов, связанного с инъекцией электронного пучка с катода в водородную плазму. В уравнениях электронно-колебательной кинетики учтены процессы $v{-}v$ обмена, $v{-}t$ обмена с атомами и молекулами водорода, процессы $e{-}v$ обмена и диссоциативного прилипания под действием тепловых электронов плазмы, процессы прямой диссоциации под действием тепловых электронов и электронов пучка. Показано, что наличие в прикатодной области низковольтного разряда в водороде пучка неравновесных электронов катодной эмиссии приводит к существенному увеличению скорости диссоциации при токах эмиссии ${{}\gtrsim10\,\text{А/см}^{2}}$ и степенях ионизации плазмы ${{}\lesssim10^{-3}}$. Определена концентрация отрицательных ионов водорода, образующихся в приэлектродном слое вследствие диссоциативного прилипания, и показано, что она может достигать значительной величины при параметрах, характерных для плазмы низковольтного разряда в водороде.