При этом наибольшее значение, по-видимому, имеют первые две реакции и последняя 1451, 4521.

Диссоциативная рекомбинация. Наиболее существенны в ионосфере следующие три процесса диссоциативной рекомбинации:

NO++e N*+0*, OJ+e-> О*-1-0*, N*-hN* .

(8.18)

(звездочка означает возбужденное состояние частицы). Эти реакции описываются в уравнениях баланса ионизации членами вида

iH:i==a N[x*j. (8.19)

Скорости этих реакций изменяются в общем в пределах 10 -10 см/сек, что видно из таб.тг. 8.6, в которой сведены различные теоретические и экспериментальные данные о коэффициентах и Y- Приведены также полученные в различных работах зависимости коэффициентов диссоциативной рекомбинации от температуры.

Таблица 8.6

Коэффициенты ионно-молскулярных обменных реакций и диссоциативной рекомбинации [413-418, 426, 433, 452, 468, Ш]

На рис. 8.8, а показано, в каких пределах изменяются значения у в зависимости от кинетической температуры газа Т [452].

Следует заметить, что скорости некоторых реакций сильно зависят от Т. Поэтому при рассмотрении различных данных, в частности, приведенных в табл. 8.8, следует иметь в виду, что ра.чброс .этих данных часто объясняется отличием температуры, при которой проводились соответствующие измерения.

500 1000 температура ионов Т

-<Я-

6> о

1000 3000 5000

Температура Ту

Рис. 8.8. Зависимости скорости ионно-молекулярных реакций у

а - от кинетической температуры газа [480]; б - от вибрационной температуры Гр молекулярного азота [483]

На рис. 8.8, 6 точками нанесены результаты, полученные в лабораторных измерениях коэффициента у для реакции 0*-l-N2(rj NO-f N в зависимости от вибрационной температуры молекулярного азота [4831. Видно, что при Т > 1000° коэффициент -{ быстро возрастает, а для кинетических температур при Т <С 1000° у убывает. Это обстоятельство, по данным авторов работ 1483], может играть большую роль в ионосфере.

Фоторекомбинация. Процесс присоединения электрона к положительным ионам

Х+ + е X + Ь,

(8.20)

Х+-]-е-> Х*-> Х+Ь приводит к убыванию концентрации ионов

(8. 21)

где - так называемый коэффициент фоторекомбинации. Когда концентрации ионов и электронов приближенно или точно равны между собой вместо (8.21) имеем

(8.21а)

Некоторые известные из литературы теоретические значения коэффициентов фоторекомбинации сведены в табл. 8.7 [80, 419, 451] для различных значений температуры.

Прилипание электронов. В области D, т. е. в более плотных областях ионосферы, важную роль играют и другие процессы, из коих прежде всего следует указать прилипание элгектронов к нейтральным частицам газа, приводящее к образованию отрицательных ионов.

Таблица 8.7

Теоретические значения коэффициентов фоторекомбинации ag 1012 (в cjmS/cck) для различных значений температуры

Реакции непосредственного прилипания электронов или прилипание при столкновениях с участием третьего тела (Y)

Х + е-> Х- + Ь, X + Y + e- X--I-Y (8.22)

приводят к убыванию электронной концентрации:

Nn (X),

Nn (X)?i(Y),

(8. 23)

где fi (в cMlcen) и p (в см/сек) - коэффициенты скорости этих реакций

Б нижней части ионосферы, но-видимому, играют роль следующие процессы образования отрицательных ионов 1416, 433]:

с наиболее вероятными коэффициентами

3 10-1*-1-10-20 сжЗ/сек, Р (1-3) Ю-о смУсек (в [869] plO- 4-10- ) и реакции

с коэффициентами

Р 10- смсек, 3 (0,4-1-6) - lOs смсек.

(8. 24) (8. 25)

(8. 26)

(8. 27)

Для реакции (8. 24) атомарного кислорода в литературе приводились значения iQ-i-j-lO- см/сек. Поскольку концентрация п{0) в рассматриваемой области ионосферы велика, то наиболее эффективен, по-видимому, процесс с згчастием двух тел (тройные соударения), для которого п > р. Мало эффективна, видимо, также реакция

10- см/сек.

(8. 28)

так как для нее р

Рекомбинация ионов. Отрицательные ионы могут нейтрализоваться через рекомбинацию, приводящую к образованию нейтральных частиц. Этот процесс наиболее труден для расчетов. Возможны реакции типа

X+ + Y X-bY, X-hY--hMX-h Y-fM

(8. 29)

и т. п. Рекомбинация ионов приводит в уравнении баланса ионизации к члену

,mV~]

(8. 30)

где Ю--Ю * см/сек.