Возможность реализации низковольтного разряда в чистом молекулярном водороде

Теоретически исследуется возможность горения низковольтного разряда в чистом (без наличия легко ионизующейся примеси) молекулярном водороде. В качестве примера рассматривается разряд с катодным падением $\varphi_1$ = 10V, межэлектродным расстоянием $L$ = 2 cm и полной концентрацией водорода в зазоре $N^{(0)}_{\mathrm{H}_2}\approx$ 2 $\cdot$ 10$^{15}$ cm$^{-3}$. Рассчитаны параметры плазмы, включая концентрацию $N_{\mathrm{H}^-}$ отрицательных ионов H$^-$. Максимум концентрации H$^-$ сосредоточен в прианодной плазме и достигает величины $(N_{\mathrm{H}^-})_{\mathrm{max}}\approx$ 0.5 $\cdot$ 10$^{12}$ cm$^3$. Концентрация $N_{\mathrm{H}^-}$ может быть увеличена в несколько раз за счет добавления в разряд малого количества цезия $N^{(0)}_{\mathrm{Cs}}\le$ 10$^{13}$ cm$^{-3}$. При этом цезий полностью ионизуется и скапливается в узких приэлектродных слоях, которые были обеднены плазмой в чисто водородном разряде. Исследованные модификации разряда могут представить интерес в качестве объемно-плазменного низковольтного источника ионов H$^-$ в условиях, когда нежелательно наличие большой концентрации цезия в плазме источника.