ارزیابی آسیب الکترودهای تخلیه تابان به روش طیف‌سنجی طول‌ عمر نابودی پوزیترون

پلاسمای حاصل از تخلیه‌ الکتریکی به‌روش تابان یک پلاسمای غیرتعادلی است که کاربردهای زیادی در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و صنعتی دارد. پلاسمای تابان بسته به قدرت تخلیه و میزان جریان گاز می‌تواند پلاسمای حرارتی یا سرد باشد که همین امر به کاربردهای مختلف آن از جمله ضدعفونی‌کردن میوه و سبزیجات، از بین بردن گازهای آلاینده و افزایش رنگ پذیری سطوح پلاستیکی منجر می‌شود. پلاسما از یون‌ها، الکترون‌های پرانرژی، اشعه‌ی ماورائ بنفش و گونه‌های اکسنده همچون رادیکال های آزاد تشکیل شده است. در راکتورهای تابان یک تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا بین دو الکترود اعمال می‌شود. گونه‌های مختلف تولید شده در پلاسما از جمله الکترون‌های پر انرژی عامل موثر در تخریب و تغییر ساختار اتمی الکترودهای مسی می‌باشند. تغییرات ساختار الکترودها در دراز مدت باعث تغییرات دما، چگالی و نوع گونه‌های تشکیل شونده در پلاسما خواهد شد. بنابراین لازم است جهت تعویض به موقع الکترودهای راکتور، میزان تغییرات ساختاری الکترودها در طی زمان ارزیابی شود. در این مقاله، تغییرات ساختار الکترودهای مسی به ‌ضخامت 4 میلی‌متر و طول موثر 10 سانتی‌متر که در یک راکتور تحقیقاتی قوس تابان به مدت 80 ساعت برای ارزیابی اثر پلاسمای تولیدی در آلودگی‌زدایی از محصولات کشاورزی استفاده شده بود با روش طیف سنجی طول عمر نابودی پوزیترون به عنوان یک آزمون غیرمخرب مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که فاصله لایه‌ها در شبکه مسی تغییر کرده و فضای خالی میان شبکه‌های اتمی کم‌تر و تعداد آن‌ها بیش‌تر شده است.

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

Plasma glidingarc discharges is a nonequilibrium 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, highenergy 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 highenergy 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 lifetime spectroscopy has been investigated as a nondestructive 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.