प्रेरणिकतः युग्मित प्लाज्मा
आगमनात्मक रूप से युग्मित प्लाज्मा (आईसीपी) या ट्रांसफार्मर युग्मित प्लाज्मा (टीसीपी)[1] एक प्रकार का प्लाज़्मा (भौतिकी) स्रोत है जिसमें ऊर्जा की आपूर्ति विद्युत धाराओं द्वारा की जाती है जो विद्युत चुम्बकीय प्रेरण, यानी समय-परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा उत्पन्न होती हैं।[2]
संचालन
आईसीपी ज्यामिति तीन प्रकार की होती है: समतल (चित्र 3 (ए)), बेलनाकार [4] (चित्र 3 (बी)), और अर्ध-टोरॉयडल (चित्र 3 (सी))।[5]
फ़ाइल: कॉन्वेंटप्लाज्मा इंडक्टर्स W.tif|अंगूठे|चित्र। 3. पारंपरिक प्लाज्मा इंडक्टर्स
समतल ज्यामिति में, इलेक्ट्रोड एक सर्पिल (या कुंडल) की तरह सपाट धातु के घाव की लंबाई है। बेलनाकार ज्यामिति में, यह एक कुंडलित वक्रता स्प्रिंग की तरह है। अर्ध-टोरॉयडल ज्यामिति में, यह एक टोरॉयडल सोलनॉइड है जिसे इसके मुख्य व्यास के साथ दो बराबर हिस्सों में काटा जाता है।
जब समय-परिवर्तनशील विद्युत धारा कुंडली के माध्यम से प्रवाहित की जाती है, तो यह इसके चारों ओर फ्लक्स के साथ एक समय-परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र बनाता है
,
जहां r कुंडल (और क्वार्ट्ज ट्यूब) के केंद्र की दूरी है।
फैराडे के प्रेरण के नियम के अनुसार|फैराडे-लेन्ज़ के प्रेरण के नियम के अनुसार, यह विरल करना गैस में अज़ीमुथल वैद्युतवाहक बल बनाता है:
,
जो विद्युत क्षेत्र की ताकत से मेल खाता है
,[6] इलेक्ट्रॉन प्रक्षेप पथ के निर्माण के लिए अग्रणी[5]प्लाज्मा पीढ़ी प्रदान करना। आर पर निर्भरता से पता चलता है कि गैस आयन की गति लौ के बाहरी क्षेत्र में सबसे तीव्र है, जहां तापमान सबसे अधिक है। वास्तविक मशाल में, लौ को ठंडी गैस द्वारा बाहर से ठंडा किया जाता है, इसलिए सबसे गर्म बाहरी भाग थर्मल संतुलन पर होता है। वहां तापमान 5 000–6 000 K तक पहुंच जाता है.[7] अधिक कठोर विवरण के लिए, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में हैमिल्टन-जैकोबी समीकरण देखें।
आरएलसी सर्किट जिसमें कॉइल शामिल है, में प्रयुक्त प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति आमतौर पर 27-41 मेगाहर्ट्ज होती है। प्लाज्मा को प्रेरित करने के लिए, गैस आउटलेट पर इलेक्ट्रोड पर एक चिंगारी उत्पन्न होती है। आर्गन आमतौर पर इस्तेमाल होने वाली दुर्लभ गैस का एक उदाहरण है। प्लाज्मा का उच्च तापमान कई तत्वों के निर्धारण की अनुमति देता है, और इसके अलावा, लगभग 60 तत्वों के लिए मशाल में आयनीकरण की डिग्री 90% से अधिक है। आईसीपी टॉर्च सी की खपत करती है। 1250-1550 W शक्ति, लेकिन यह नमूने की मौलिक संरचना (तत्वों की विभिन्न आयनीकरण ऊर्जा के कारण) पर निर्भर करता है।[7]
आईसीपी में दो ऑपरेशन मोड होते हैं, जिन्हें कम प्लाज्मा घनत्व के साथ कैपेसिटिव (ई) मोड और उच्च प्लाज्मा घनत्व के साथ इंडक्टिव (एच) मोड कहा जाता है, और ई से एच हीटिंग मोड संक्रमण बाहरी इनपुट के साथ होता है।[8]
अनुप्रयोग
प्लाज्मा इलेक्ट्रॉन तापमान ~6,000 K और ~10,000 K (~6 eV - ~100 eV) के बीच हो सकता है।[5]और आमतौर पर तटस्थ प्रजातियों के तापमान से अधिक परिमाण के कई क्रम होते हैं। आर्गन आईसीपी प्लाज्मा डिस्चार्ज तापमान आमतौर पर ~5,500 से 6,500 K होता है[9] और इसलिए सूर्य की सतह (फ़ोटोस्फ़ेयर) (~4,500 K से ~6,000 K) पर पहुंचने के बराबर हैं। आईसीपी डिस्चार्ज 10 के क्रम पर अपेक्षाकृत उच्च इलेक्ट्रॉन घनत्व के होते हैं15सेमी−3. परिणामस्वरूप, आईसीपी डिस्चार्ज के व्यापक अनुप्रयोग होते हैं जहां उच्च-घनत्व प्लाज्मा (एचडीपी) की आवश्यकता होती है।
- प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज्मा परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी | आईसीपी-एईएस, परमाणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी का एक प्रकार।
- प्रेरक रूप से युग्मित विवेचनात्मक रूप से संयोजित प्लाज्मा द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री| आईसीपी-एमएस, मास स्पेक्ट्रोमेट्री का एक प्रकार।
- प्रतिक्रियाशील-आयन नक़्क़ाशी|आईसीपी-आरआईई, एक प्रकार का प्रतिक्रियाशील-आयन नक़्क़ाशी।
आईसीपी डिस्चार्ज का एक अन्य लाभ यह है कि वे अपेक्षाकृत संदूषण से मुक्त होते हैं, क्योंकि इलेक्ट्रोड पूरी तरह से प्रतिक्रिया कक्ष के बाहर होते हैं। इसके विपरीत, कैपेसिटिव रूप से युग्मित प्लाज्मा (सीसीपी) में, इलेक्ट्रोड को अक्सर रिएक्टर के अंदर रखा जाता है और इस प्रकार प्लाज्मा और बाद में प्रतिक्रियाशील रासायनिक प्रजातियों के संपर्क में आते हैं।
यह भी देखें
- कैपेसिटिव रूप से युग्मित प्लाज्मा
- प्रेरण प्लाज्मा प्रौद्योगिकी
- प्लाज्मा भौतिकी लेखों की सूची
- स्पंदित आगमनात्मक थ्रस्टर
संदर्भ
- ↑ High density fluorocarbon etching of silicon in an inductively coupled plasma: Mechanism of etching through a thick steady state fluorocarbon layer Archived 2016-02-07 at the Wayback Machine T. E. F. M. Standaert, M. Schaepkens, N. R. Rueger, P. G. M. Sebel, and G. S. Oehrleinc
- ↑ A. Montaser and D. W. Golightly, ed. (1992). विश्लेषणात्मक परमाणु स्पेक्ट्रोमेट्री में प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज़्मा. VCH Publishers, Inc., New York.
- ↑ Lajunen, L. H. J.; Perämäki, P. (2004). परमाणु अवशोषण और उत्सर्जन द्वारा स्पेक्ट्रोकेमिकल विश्लेषण (2 ed.). Cambridge: RSC Publishing. p. 205. ISBN 978-0-85404-624-9.
- ↑ Pascal Chambert and Nicholas Braithwaite (2011). रेडियो-फ़्रीक्वेंसी प्लाज़्मा का भौतिकी. Cambridge University Press, Cambridge. pp. 219–259. ISBN 978-0521-76300-4.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Shun'ko, Evgeny V.; Stevenson, David E.; Belkin, Veniamin S. (2014). "Inductively Coupling Plasma Reactor With Plasma Electron Energy Controllable in the Range From ~6 to ~100 eV". IEEE Transactions on Plasma Science. 42 (3): 774–785. Bibcode:2014ITPS...42..774S. doi:10.1109/TPS.2014.2299954. ISSN 0093-3813. S2CID 34765246.
- ↑ Бабушкин, А. А.; Бажулин, П. А.; Королёв, Ф. А.; Левшин, Л. В.; Прокофьев, В. К.; Стриганов, А. Р. (1962). "Эмиссионный спектральный анализ". In Гольденберг, Г. С. (ed.). Методы спектрального анализа. Москва: Издательство МГУ. p. 58.
- ↑ 7.0 7.1 Dunnivant, F. M.; Ginsbach, J. W. (2017). Flame Atomic Absorbance and Emission Spectrometry and Inductively Coupled Plasma — Mass Spectrometry. Whitman College. Retrieved 10 January 2018.
- ↑ Hyo-Chang Lee (2018) Review of inductively coupled plasmas: Nano-applications and bistable hysteresis physics 5 011108 https://doi.org/10.1063/1.5012001
- ↑ Cornelis, RITA; Nordberg, MONICA (2007). "CHAPTER 2 - General Chemistry, Sampling, Analytical Methods, and Speciation**Partly based on Chapter 2: General chemistry of metals by V. Vouk and Chapter 3: Sampling and analytical methods by T. J. Kneip and L. Friberg in Friberg et al. (1986).". धातुओं के विष विज्ञान पर हैंडबुक (Third ed.). Academic Press. pp. 11–38. doi:10.1016/B978-012369413-3/50057-4. ISBN 9780123694133.
