Концентрационный состав и эффект обогащения тяжелым компонентом свободных кластеров Ar–Kr и Kr–Xe

Abstract

Впервые проведены детальные электронографические исследования концентрационного состава свободных кластеров Ar–Kr и Kr–Xe, сформированных при конденсации сверхзвуковых струй газовых смесей с различным содержанием криптона и ксенона. Получены аналитические выражения, связывающие концентрацию тяжелого компонента в кластере с его содержанием в газе и давлением газовой смеси на входе в сверхзвуковое сопло (размером кластеров). Исследован эффект обогащения кластеров криптоном и ксеноном, заключающийся в существенном превышении содержания тяжелого компонента в кластере по сравнению с его концентрацией в газе. Выделены три существенно отличающиеся между собой атомарно-молекулярных режима обогащения кластеров на стадии их зарождения и роста.

Вперше проведено детальні електронографічні дослідження концентраційного складу вільних кластерів Ar–Kr і Kr–Xe, які сформовані при конденсації надзвукових струменів газових сумішей з різним змістом криптону та ксенону. Отримано аналітичні вирази, що зв'язують концентрацію важкого компонента в кластері з його змістом в газі і тиском газової суміші на вході в надзвукове сопло (розміром кластерів). Досліджено ефект збагачення кластерів криптоном та ксеноном, який полягає в істотному перевищенні змісту важкого компонента в кластері в порівнянні з його концентрацією в газі. Виділено три атомарномолекулярних режимів збагачення кластерів на стадії їх зародження та росту, які істотно відрізняються між собою.

The first electron-diffraction study of concentration composition was carried out in detail for free clusters of Ar–Kr and Kr–Xe formed during condensation of supersonic jets of gaseous mixtures with different contents of krypton and xenon. Analytical expressions are derived which relate heavy component concentration in a cluster with his its content in a gas and gas mixture pressure of a supersonic nozzle in jet (clusters size). The effect of Kr and Xe enrichment of the clusters is investigated. It consists in substantial increase of heavy component content in a cluster as compared to its concentration in a gas. Three substantially different atomic-molecular modes of cluster enrichment at the stages of their nucleation and growth are recognized.