Кинетика процессов в потоке азотной плазмы с примесью углерода

С целью изучения эффективности воздействия потока азотной плазмы на графитовые поверхности исследована эволюция кинетики плазмы, движущейся от выхода плазмотрона до объекта воздействия. Движение сопровождается уменьшением температуры от $10$ до $7$ кК с потерей $\sim60\%$ вложенной энергии и нарастанием плотности углеродосодержащих примесей при частичном сохранении локального термодинамического равновесия. Основными реакциями являются термические процессы образования и гибели молекул, диссоциативная рекомбинация и перезарядка ионов азота, а при наличии углеродных примесей к ним добавляются реакция замещения $\rm C + \rm N_2 \leftrightarrow \rm CN + \rm N$, электронно-столкновительные процессы ступенчатой ионизации и рекомбинации и целый ионно-молекулярный каскад перезарядок и замещений. Установлено, что малая примесь углерода $(\sim0.1\%)$ проявляет себя только в ионно-молекулярной кинетике, увеличивая концентрацию электронов, определяя ионный состав плазмы и тем самым нарушая равновесие между ее нейтральной и заряженной компонентами. Это приводит, в частности, к рекомбинационной неравновесности распределения атомов углерода по электронным состояниям. Другие углеродосодержащие примеси $(\rm CN$ и $\rm C_2)$ малосущественны.