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Abstract

In continuation of recent kinetic investigations of the main macroscopic quantities of the Ar-Hg plasma which include realistic electron kinetics at various Hg partial pressures, this paper deals with the study of the macroscopic plasma behaviour at varying discharge current and buffer gas pressure respectively in a wide range of practical interest. By simultaneously solving the particle balances for the various kinds of excited Hg atoms, the current balance as well as the electron Boltzmann equation for such a mixture plasma, the densities of the electrons and excited Hg atoms, the electron energy distribution function, the energy budget of the electrons and the ultraviolet resonance radiation outputs could be determined, analysed and in part compared with experimental data available in the literature. In particular, a good agreement between theoretical and experimental results for the densities of the excited Hg atoms as well as for both resonance radiation outputs was found for a wide range of both considered parameters.

Kinetik des Ar-Hg-Plasmas von Leuchtstofflampen-Entladungen II. Ar-Partialdruck- und Entladungsstromvariation

In Weiterführung vorausgehender kinetischer Untersuchungen der wesentlichen makroskopischen Größen des Ar-Hg-Plasmas unter Berücksichtigung der realistischen Elektronenkinetik bei Variation des Hg-Partialdruckes behandelt die vorliegende Arbeit das makroskopische Plasmaverhalten bei Veränderung des Entladungsstromes bzw. des Puffergasdruckes in umfangreichen, praktisch interessierenden Bereichen. Mittels simultaner Lösung der Teilchenzahlbilanzen für die verschiedenen Arten von angeregten Hg-Atomen, der Strombilanz sowie der Elektronen-Boltzmann-Gleichung für ein solches Mischplasma konnten die Dichten der Elektronen und angeregten Hg-Atome, die Elektronenenergieverteilungsfunktion, der Energiehaushalt der Elektronen und die Ausbeuten an ultravioletter Strahlung bestimmt, analysiert und teilweise mit in der Literatur verfügbaren experimentellen Daten verglichen werden. Insbesondere wurde eine gute Übereinstimmung zwischen theoretischen und experimentellen Ergebnissen sowohl für die Dichten der angeregten Hg-Atome als auch für beide Resonanzstrahlungsausbeuten bei ausgedehnter Variation beider betrachteter Parameter gefunden.