Генерация “чистой” плазмы актуальная задача электрофизики. Плазма, не загрязненная материалом электродов, особенно необходима для решения задач плазмохимии, эмиссионной спектроскопии и медицины. В плазмохимии для получения чистых веществ необходимо иметь плазму, не содержащую, каких-либо примесей. В медицине плазмотроны применяются как коагуляторы [1]. Известна разработка целого комплекса плазмотронов для медицины коллективом МГТУ им. Н.Э. Баумана во главе с профессором Н.П. Козловым, который был удостоен Государственной премии 2005 г. Для медицинских целей важно как можно меньше содержание тяжёлых металлов, которые обычно попадают в неё вследствие эрозии электродов. Их содержание должно быть ниже уровня ПДК. Плазмотроны постоянного тока и тока промышленной частоты не обеспечивают выполнение этого требования. Также этому требованию не соответствуют и хорошо известные двухструйные плазмотроны [2].

В данной работе приведены результаты исследований разработанного нами двухструйного плазмотрона переменного тока работающего на аргоне (частота тока питания 66 кГц, величина 12 А). На рис. 1 приведена фотография действующего плазмотрона.

Рис.1. Фотография работающего двухструйного плазмотрона: частота - 66 кГц, величина тока - 12 А.

Основные параметры конструкции двухструйного ВЧ плазмотрона: длина каждой струи составляет 30 мм, угол между струями – 30⁰, электроды медные с отверстием - 1,2 мм. При этом величина температуры и электронной концентрации остаются неизменными вдоль обеих струй и составляют: Т=6831 К, Ne = 1,2•10¹⁷ см^-3 , соответственно.

Для определения эрозии электродов были приготовлены эталоны с различным содержанием меди и построена концентрационная зависимость величины интенсивности спектральной линии меди λ=510,5 нм. Путём экстраполяции данной зависимости определили содержание меди в плазме, возникающее вследствие эрозии электродов, при её нулевом содержании в пробе. При этом величина эрозии составила: G = 2,9•10^-12 кг/Кл.

Результаты исследования показали, что двухструйный плазмотрон, работающий в кГц диапазоне токов питания, является перспективным для его применения в практической хирургии. В силу его устойчивого горения, стабильности и что особенно важно низкой эрозии электродов.

1. Плазменная техника и плазменные технологии: Сб. научн. трудов / МГТУ им. Н.Э. Баумана.- М.: НИЦ Инженер, 2003. – 196 с.
2. С.Б. Заякина, Г.Н. Аношин, А.Н. Путьмаков Двухструйный плазмотрон в сочетании с компьютеризованной системой регистрации - мощный прибор для анализа порошковых проб // Тезисы VII конференции “Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004”. Новосибирск, 2004.

Фоторепортаж