Lineare Ionisationsdichte

Die lineare Ionisationsdichte ist das Verhältnis der Anzahl der ionisierten Atome (oder Atomgruppen), die beim Durchgang durch ein Ladungsvolumen erhalten werden, zur gesamten Weglänge L = n/l, wobei l die Länge des Flugbahnabschnitts ist, auf dem der Ionisationsprozess stattfindet. Beispielsweise 40 A/cm² im stationären Prozess der primären Ionisation von Helium unter Anregung durch Elektronenstoß, mit kurzer Flugzeit und geringem Massenanteil an Ionen.

Die zeitliche und räumliche Abhängigkeit der linearen Ionisationsdichte von der Dauer des Neutronenstrahls sowie die Bildung eines Ionenstrahls in einer diamagnetischen Flüssigkeit in einem Magnetfeld (Keosayan-Effekt) wurden nachgewiesen. Theoretisch sind die lineare Dichte und der lineare Ionisationsstrom in einem Kathodenstrahl, der durch ein externes elektrostatisches Feld erzeugt wird, gleich, weshalb sie oft als gleich groß angenommen werden. Dieser Fall wurde in der Materialphysik häufig für metallografische Untersuchungen verwendet. Die lineare Ionisationsdichte wird als das Verhältnis des Volumens einer Substanz V, die sich in Plasma umwandelt, zur Weglänge l angesehen, die die Ladung während dieser Zeitspanne zurücklegt: L = (V / t) × (1/v ). Darüber hinaus findet die Ionisierung jedoch im Plasmabereich statt, wo die Abstoßungskraft der Elektronen von der positiven Ladung der Ionen liegt, sodass die ionisierende Ladung nach oben „springt“ und der Abstand zwischen der Ladungsbahn und der Plasmaoberfläche noch weiter zunimmt. Daher ist die lineare Dichte der endgültigen Ionisierung größer; Die maximale Dichte wird am Übergang von einem schwachen Feld zu einem starken Feld und zurück erreicht. Pro Geschwindigkeitseinheit wird dieses nichtlineare Verhalten durch die Differenz zwischen der Bahn eines Pulses im Plasma und der Bahn eines freien Energieteilchens beschrieben; Der Proportionalitätskoeffizient zwischen diesen Größen wird manchmal als Ionisationsparameter q bezeichnet und variiert zwischen 1,4 x 10−7 cm2 erg und 3,6 x 105 cm2. K.e.i. spielen derzeit eine wichtige Rolle in Wissenschaft, Technik und Industrie.