Atomic spectroscopy of argon-water plasma

Caractérisation d’un plasma argon-eau

par spectroscopie atomique

S. Zaag1*, S. Bousrih2, M. Sassi1, J. -M. Baronnet3, E. A. Ershov-Pavlov4

1Laboratoire d’Etude des Systèmes Thermiques et Energétiques, Ecole Nationale d’Ingénieurs de Monastir,

Route de Kairouan 5019 Monastir, Tunisie

2Laboratoire d’Etude des Milieux Ionisés et Réactifs, Institut Préparatoire aux Etudes d’Ingénieurs de Monastir,

Route de Kairouan 5019 Monastir, Tunisie

3Laboratoire de Chimie des plasmas, Université de Limoges, 123, avenue Albert-Thomas 87060 Limoges Cedex, France

4Laboratory of Analytical Spectroscopy, Institute of Molecular & Atomic Physics, 70, F.Skaryna Avenue 220072 Minsk Belarus

* Corresponding author. E-mail: zaag_sonia@yahoo.fr

Received: 12 April 2005; revised version accepted: 27 July 2005

Abstract

We are interested to study an argon-water plasma. The developed system is an argon plasma immersed into water. The plasma electron density was obtained using spectral profiles of and hydrogen lines which broadened due to the Stark effect. The half-width was used then to reach the plasma electron density. Plasma temperature has been evaluated using an intensity ratio of two atomic argon spectral lines (Diagram of Boltzmann) in the hottest regions of plasma. Spectral line of hydrogen atom has been taken to find a concentration of the respective specie in the plasma as compared to atomic argon by intensity ratio for corresponding atomic spectral lines.

Keywords: Argon-water plasma; Non-transferred arc; Atomic spectroscopy; Temperature; Electron density; Particle density.

Résumé

Nous nous sommes intéressé à l’étude d’un plasma d’argon-eau. Le système développé est un plasma d’argon complètement immergé dans l’eau. Nous avons pu déterminé le champ de concentration électronique à partir des profils spectraux des raies d’hydrogène et dont l’élargissement est régi par l’effet Stark. La mesure de la largeur à mi-hauteur nous a donc fourni la concentration électronique. Le champ de température a été aussi mesuré à partir des rapports d’intensités des raies atomiques d’argon (diagramme de Boltzmann) dans les zones les plus chaudes du plasma ainsi que les concentrations relatives et absolues en hydrogène atomiques.

Mots clés : Plasma argon-eau ; Arc non transféré ; Spectroscopie atomique ; Température ; Concentration électronique ; Concentration relative.

 

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