In this work, the properties of the plasma of underwater electric spark discharges generated between granules of various compositional configurations were investigated by optical emission spectroscopy. The metallic granules of pure copper, pure molybdenum, equal-volume mixture of copper and molybdenum, and copper-coated molybdenum are considered. The main attention was paid to determining the plasma parameters and calculating the plasma composition. The excitation temperature was determined by Boltzmann plot technique based on the emission intensities of metal spectral lines, while the electron density was determined based on the spectral lines’ contours broadened due to Stark effect. A simplified physical model was proposed to estimate plasma composition. Assuming local thermodynamic equilibrium and plasma electroneutrality, the plasma composition was calculated using the ratios between the atomic number densities directly determined from the experimentally recorded emission intensity of spectral lines.
本研究では、様々な組成構成の顆粒間で発生する水中電気火花放電のプラズマの特性を、発光分光分析法により調査した。純銅、純モリブデン、銅とモリブデンの等量混合物、および銅被覆モリブデンの金属顆粒を対象とした。主な焦点は、プラズマパラメータの決定とプラズマ組成の計算に置かれた。励起温度は、金属スペクトル線の発光強度に基づくボルツマンプロット法により決定し、電子密度は、シュタルク効果によるスペクトル線の広がりに基づいて決定した。プラズマ組成を推定するための簡略化された物理モデルを提案した。局所熱平衡とプラズマの電気的中性を仮定し、実験的に記録されたスペクトル線の発光強度から直接決定した原子数密度の比を用いて、プラズマ組成を計算した。