Project - Studium procesů v dohasínajícím plazmatu buzeném v čistém dusíku s příměsí chloro- a fluorocarbonů a jejich aplikace v detekci rozpadu plastů

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (1998-09-01 - 2001-08-31)

On the project

Projekt byl zaměřen na studium kinetických procesů probíhajících v dohasínajícím plazmatu v čistém dusíku se stopovými příměsemi částečně a plně halogenovaných uhlovodíků. Pozorování byla prováděna ve stejnosměrném výboji v proudícím režimu v závislosti na čase v dohasínání, teplotě plazmatu a na koncentraci příměsi. Kinetické procesy byly monitorovány pomocí záření emitovaného během dohasínání plazmatu zaznamenávaného spektrometrem Jobin Yvon se CCD detektorem. Ke zpracování zaznamenaných spekter byly vytvořeny speciální programy. Výsledky kinetických studií jsou shrnuty v novém modelu popisujícím procesy ve směsi dusíku s CN, kde byla rovněž poprvé odhadnuta rychlostní reakce pro přenos excitační energie mezi vibračně excitovaným základním stavem dusíku a radikálem CN. Na tato základní měření pak navázaly experimenty zaměřené na studium degradace polymerů za nízkých tlaků, stanovované na základě emise spektra CN radikálu během dohasínání plazmatu. Bylo zkonstruováno jednoduché zařízení využívající synchronní detekce k integrálnímu měření intenzity vhodné části pozorovaného spektra. Byl navržen a zkonstruován jednoduchý a levný zdroj plazmatu založený na běžné mikrovlnné troubě, který může být použit nejen při průmyslové aplikace navržené metody detekce degradace plastů, ale i v dalších aplikacích. Během projektu byla zahájena i práce na numerické simulaci spekter dvouatomových molekul. Programový balík umožňuje využívat i spektra s malým rozlišením ke stanovování některých parametrů plazmatu, jako např. rotační a vibrační teploty, resp. vibračního rozdělení. Rovněž jej lze použít k identifikaci vzácněji pozorovaných spektrálních systémů. Výhodou programu je, že pracuje pod systémy Windows i Unix, a proto bude možné jeho budoucí verze snadno využívat jak v laboratorní, tak i v průmyslové praxi.

Description in English
The project was focused on the study of kinetic processes running during the post-discharge in pure nitrogen with trace impurities of partially of fully halogenated hydrocarbons. The observations were carried out in a DC discharge in flowing regime in dependence on the decay time, temperature and impurity concentration. The kinetic processes were monitored by spontaneous light emission recorded by a Jobin Yvon spectrometer coupled with a CCD camera. The recorded spectra were processed by specially created programs. The kinetic studies are included in the new reaction scheme of the nitrogen – CN post-discharge in which the first estimation of the reaction rate of the collision energy transfer between nitrogen vibrationally excited ground state and CN ground state is also presented. The basic measurements were followed by experiments determining the polymeric materials destruction under low pressures, measured by CN radiation during the post-discharge in nitrogen. The new device using the synchronous detection was constructed for integral monitoring of the CN radiation. The microwave oven based generator was projected and constructed as a cheap source of plasma for potential industrial application when determining the destruction of polymeric materials as well as for other future applications. During the project, the work on the computer simulation of spectra of diatomic molecules started, too. The program package allows using the low-resolution spectra for calculation of some plasma parameters, such as rotational and vibrational temperature or distribution. It can also help with identification of some rare spectral systems. The interesting feature of this program is the use of the Windows platform; therefore the improved future versions can be widely used in laboratory and industrial practice.

Keywords
dohasínání dusíku, kinetické procesy, vibrační rozdělení, molekulové stavy, uhlovodíky, synchronní detekce

Key words in English
nitrogen afterglow, kinetic processes, vibrational distribution, molecular states, hydrocarbons, synchroneous detection

Mark

GA202/98/P258

Default language

Czech

People responsible

Janča Jan, prof. RNDr., DrSc. - fellow researcher
Krčma František, prof. RNDr., Ph.D. - principal person responsible

Units

Institute of Physical and Applied Chemistry
- beneficiary (1998-09-01 - 2001-08-31)

Results

KRČMA, F., BABÁK, L. The Relation Between the N2+(B), N2(C) and CN(B) Band Head Intensities and the Methane Concentration in the Afterglow of N2 - CH4 Mixture. In Proceedings of 12th Symposium on Application of Plasma Processes. Bratislava: Jednota slovenských matematikov a fyzikov, 1999. p. 182 ( p.)ISBN: 80-223-1370-X.
Detail

KRČMA, F., PROTASEVICH, E. Post-discharges in Pure nitrogen and in Nitrogen Containing Halogenated Hydrocarbon Traces. Tomsk, Rusko: 1, 2003. 128 p. ISBN: 1898326444.
Detail

KRČMA, F., BABÁK, L. Vibrational Distributions of the CN(A) State During Low Temperature DC Afterglow of N2–CH4 Gas Mixtures. In Proceedings of ISPC XIV. Praha: Ústav fyziky plazmatu AV ČR, 1999. p. 2839 ( p.)ISBN: 80-902724-0-1.
Detail

KRČMA, F. Kinetic Processes in the Afterglow of N2–CH4 Mixture. In Proceedings of ESCAMPIG XV. Europhysics Conference Abstracts Vol. 24F. Budapest: 2000. p. 90 ( p.)
Detail

KRČMA, F., ŠORMOVÁ, H. Use of Synthetic Spectra of Diatomic Molecules in Plasma Diagnostics. In Proceedings of 4th Czech-Russian Seminary on Electrophysical and Thermophysical Processes in Low Temperature Plasma. Brno: FEI VUT v Brně, 2000. p. 100 ( p.)ISBN: 80-214-1600-9.
Detail

KRČMA, F., ŠORMOVÁ, H. Use of Synthetic Spectra of Diatomic Molecules in Plasma Diagnostics. In Proceedings of 13th Symposium on Application of Plasma Processes. Bratislava: Jednota slovenských matematikov a fyzikov, 2001. p. 52 ( p.)ISBN: 80-223-1573-7.
Detail

KRČMA, F., ŠORMOVÁ, H. Use of Synthetic Spectra of Diatomic Molecules in Plasma Diagnostics. In Proceedings of Frontiers in Low Temperature Plasma Diagnostics IV. Eindhoven: 2001. p. 177 ( p.)
Detail

KRČMA, F. Afterglow in Pure Nitrogen Containing Chloro- and Fluoro-Carbon Traces. In Proceedings of ISPC XV. Orleans: GREMI, Université Orleans, 2001. p. 2105 ( p.)
Detail

KRČMA, F., ŠORMOVÁ, H. Use of Calculated Molecular Spectra in Plasma Diagnostics. In Proceedings of XIVth Symposium on Physics of Switching Arc. Brno: FEI VUT v Brně, 2001. p. 97 ( p.)ISBN: 80-214-1600-9.
Detail

KRČMA, F., JANČA, J., BABÁK, L., HUBEŇÁK, J. Disintegration of Polymers Measured by CN Chemiluminiscence in N2 Flowing Afterglow at Low Temperatures. In Proceedings of Chemistry and Life. Brno: FCH VUT v Brně, 1999. p. 129 ( p.)ISBN: 80-214-1371-9.
Detail

ŠORMOVÁ, H. Numerické simulace optických spekter dvouatomových molekul. In Soutěž studentské tvůrčí činnosti Student FCH 2001, Sborník příspěvků. Brno: FCH VUT v Brně, 2001. s. 48 ( s.)ISBN: 80-214-1932-6.
Detail

KRČMA, F. DC afterglow of nitrogen containing chlorinated hydrocarbon traces at low temperatures. In Proceedings of ESCAMPIG XVI. Grenoble: Universite Joseph Fouriere, Grenoble, 2002. p. 45 ( p.)
Detail

Krčma, F. Pink Afterglow in Nitrogen-Hydrocarbon Mixtures. In .", Proceedings of 15th Symposium on Application of Plasma Processes. Bratislava: Universita Komenského, 2005. p. 87 ( p.)ISBN: 80-223-2018-8.
Detail

KRČMA, F.; MAZÁNKOVÁ, V.; SOURAL, I. Short Live Afterglow in Pure Nitrogen and Nitrogen Containing Traces of Methane and Oxygen. In VI Serbian-Belarussian Symposium on Physics and Diagnostics of Laboratory & Astrophysical Plasma - Book of Abstracts. Beograd: Beograd University, 2006. p. 11-11.
Detail

KRČMA, F. Post-Discharges and Potential Fields of Their Applications. In XVIIth Symposium on Physics of Switching Arc, Summer School. Brno: VUT v Brně, 2007. p. CD ( p.)
Detail

KRČMA, F., BABÁK, L. The Low Wall Temperature Afterglow in N2 - CH4 Gas Mixtures. Czechoslovak Journal of Physics, 1999, vol. 49, no. 2, p. 271 ( p.)ISSN: 0011-4626.
Detail

HUBEŇÁK, J., KRČMA, F. Determination of Hydrocarbon Concentration in the N2 DC Flowing Afterglow. Journal of Physics D: Applied Physics, 2000, vol. 33, no. 20, p. 3121 ( p.)ISSN: 0022-3727.
Detail

HUBEŇÁK, J., KRČMA, F. Use of the Synchronous Detection in Determination of Hydrocarbon Traces in Pure Nitrogen. Czechoslovak Journal of Physics, 2000, vol. 50, no. S3, p. 297 ( p.)ISSN: 0011-4626.
Detail

KRČMA, F., ŠORMOVÁ, H. Principles of the Diatomic Molecular Spectra calculation and Their Application in Plasma Diagnostics. Chemické listy, 2002, vol. 96, no. S, p. S37 ( p.)ISSN: 0009-2770.
Detail

KRČMA, F. DC Afterglow of Nitrogen Containing Chlorinated Hydrocarbon Traces at Low Temperatures. Chemické listy, 2002, vol. 96, no. S, p. S80 ( p.)ISSN: 0009-2770.
Detail

Krčma, F. Pink Afterglow in Nitrogen - Hydrocarbon Mixtures. Acta Physica Slovaca, 2005, vol. 55, no. 5, p. 453-460. ISSN: 0323-0465.
Detail

KRČMA, F.; MAZÁNKOVÁ, V.; SOURAL, I. Short Live Afterglow in Pure Nitrogen and Nitrogen Containing Traces of Methane and Oxygen. Publications of the Astronomical Observatory of Belgrade, 2007, vol. 82, no. 1, p. 133-147. ISSN: 0373-3742.
Detail

KRČMA, F.; KLOHNOVÁ, K.; POLÁCHOVÁ, L.; HORVÁTH, G. Optical Emission Spectroscopy of Abnormal Glow Discharge in Nitrogen-Methane Mixtures at Atmospheric Pressure. Publications of the Astronomical Observatory of Belgrade, 2010, vol. 89, no. 1, p. 371-374. ISSN: 0373-3742.
Detail

Krčma, F. Kinetic Processes in Nitrogen. 1. 1. Brno: VUTIUM, 2004. 40 p. ISBN: 80-214-2572-5. ISSN: 1213-418X.
Detail

KRČMA, F., BABÁK, L. Vibrational Distribution of the N2(B) State in the Flowing Afterglow of N2–CH4 Mixture at Low Temperatures. In Proceedings of ICPIG XXIV. Warszawa: 1999. p. I-256 ( p.)ISBN: 83-902319-5-6.
Detail

Responsibility: Krčma František, prof. RNDr., Ph.D.

Study of the Processes in Post-discharge Plasma Created in Pure Nitrogen with Chloro- and Fluoro-Carbons and Their Application in Determination of the Plastic Materials Degradation