Recombination of ions is one of the important classes of elementary processes in low temperature plasma and chemical kinetics. The paper describes a simple hard sphere model of direct three-body recombination. In the framework of this model, the two recombining particles and the third body which withdraws excess energy from the recombining pair are represented by elastic balls of infinitesimal radii, only one encounter of the third body with the recombining particles during a given three-body collision being allowed. We have found the effectivity function of the third body, i.e., the dependence of the minimum possible (residual) internal energy of the recombination product on the collision energy of the recombining particles and the energy of collision of the third body with the recombining pair. The residual energy of the product molecule is expressed in terms of the masses of all the three particles, the potential well depth in this molecule, and both the collision energies by simple formulas. For recombination of the Cs+ and Br– ions in the presence of the Ar, Kr, Xe, Hg atoms, the hard sphere effectivity functions we have calculated differ drastically from the trajectory ones. This indicates the prevailing role of the effects connected with the topography of the potential energy surfaces and the dynamics of particle collisions.
direct three-body recombination, hard sphere model, two collision energies, effectivity function of the third body, potential well depth
Одним из важных классов элементарных процессов в низкотемпературной плазме и химической кинетике является рекомбинация ионов. В статье описана простая импульсная модель прямой трехтельной рекомбинации. В рамках этой модели две рекомбинирующие частицы и третье тело, отбирающее избыточную энергию от рекомбинирующей пары, представляются упругими шарами пренебрежимо малых радиусов, причем допускается только одно соударение третьего тела с рекомбинирующими частицами в течение данного акта трехтельного столкновения. Найдена функция эффективности третьего тела, т.е. зависимость минимально возможной (остаточной) внутренней энергии продукта рекомбинации от энергии столкновения рекомбинирующих частиц и энергии столкновения третьего тела с рекомбинирующей парой. Остаточная энергия молекулы-продукта выражается через массы всех трех частиц, глубину потенциальной ямы в этой молекуле и обе энергии столкновения посредством простых формул. Для рекомбинации ионов Cs+ и Br– в присутствии атомов Ar, Kr, Xe, Hg вычисленные “импульсные” функции эффективности резко отличаются от “траекторных”, что указывает на преобладающую роль эффектов, связанных с топографией поверхностей потенциальной энергии и динамикой столкновений частиц.
прямая трехтельная рекомбинация, импульсная модель, две энергии столкновения, функция эффективности третьего тела, глубина потенциальной ямы
