ارزيابي آسيب الكترودهاي تخليه‌ي گلايدينگ به روش طيف‌سنجي طول‌ عمر نابودي پوزيترون

Evaluation of Plasma gliding-arc discharges electrode defects by positron annihilation life-time spectroscopy

پلاسماي حاصل از تخليه‌ الكتريكي به‌روش گلايدينگ يك پلاسماي غيرتعادلي است كه كاربردهاي زيادي در آزمايشگاه هاي تحقيقاتي و صنعتي دارد. پلاسماي گلايدينگ بسته به قدرت تخليه و ميزان جريان گاز مي‌تواند پلاسماي حرارتي يا سرد باشد كه همين امر به كاربردهاي مختلف آن از جمله ضدعفوني كردن ميوه و سبزيجات، از بين بردن گازهاي آلاينده، افزايش رنگ پذيري سطوح پلاستيكي منجر مي‌شود. پلاسما از يون‌ها، الكترون‌هاي پرانرژي، اشعه‌ي UV و گونه‌هاي اكسنده همچون راديكال هاي آزاد تشكيل شده است. در راكتورهاي گلايدينگ يك تخليه الكتريكي با ولتاژ بالا بين دو الكترود اعمال مي شود. گونه هاي مختلف توليد شده در پلاسما از جمله الكترون هاي پر انرژي عامل موثر در تخريب و تغيير ساختار اتمي الكترودهاي مسي مي باشند. تغييرات ساختار الكترودها در دراز مدت باعث تغييرات دما، چگالي و نوع گونه هاي تشكيل شونده در پلاسما خواهد شد. بنابراين لازم است جهت تعويض به-موقع الكترودهاي راكتور، ميزان تغييرات ساختاري الكترودها در طي زمان ارزيابي شود. در اين مقاله، تغييرات ساختار الكترودهاي مسي به ضخامت 4 ميلي-متر و طول موثر 10 سانتي متر كه در يك راكتور تحقيقاتي گلايدينگ آرك به مدت 80 ساعت براي ارزيابي اثر پلاسماي توليدي در آلودگي زدايي از محصولات كشاورزي استفاده شده بود با روش طيف سنجي طولعمر نابودي پوزيترون به عنوان يك آزمون غيرمخرب مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه فاصله لايه‌ها در شبكه مسي تغيير كرده و فضاي خالي ميان شبكه هاي اتمي كم تر و تعداد آن ها بيش تر شده است.

Plasma gliding-arc discharges is a non-equilibrium plasma that has many applications in research and industrial laboratories. Gliding plasma can be hot or cold plasma depending on the discharge power and gas flow rate, which leads to its various applications such as disinfection of fruits and vegetables, elimination of pollutant gases, increasing the staining of plastic surfaces. Plasma has been formed of ions, high-energy electrons, UV rays, and oxidants such as free radicals. In gliding reactors, a high voltage electrical discharge is applied between the two electrodes. Various species produced in plasma, including high-energy electrons, are effective in destroying and altering the atomic structure of copper electrodes. Changes in the structure of the electrodes in the long run will cause changes in temperature, density, and the type of species formed in the plasma. Therefore, in order to replace the reactor electrodes in a timely manner, it is necessary to evaluate the amount of structural changes in the electrodes over time. In this paper, changes in the structure of copper electrodes with a thickness of 4 mm and an effective length of 10 cm, which was used in a gliding arc research reactor for 80 hours to evaluate the effect of produced plasma on decontamination of agricultural products by the positron annihilation life-time spectroscopy has been investigated as a non-destructive test. The results show that the distance between the layers in the copper lattice has changed and the empty space between the atomic lattices has decreased and their number has increased.