zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1356Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХSPECTROSCOPY IN ECOLOGICAL STUDIESСпектрально-кинетические характеристики свечения пламени и плазмы бурого угля после воздействия лазерного излучения высокой плотности мощностиSpectral-Kinetic Characteristics of Brown Coal Flame and Plasma Glow after Exposure to High-Power Density Laser RadiationАдуевБ. П.AduevB. P.

Кемерово

Kemerovo

lesinko-iuxm@yandex.ruНурмухаметовД. Р.NurmukhametovD. R.

Кемерово

Kemerovo

ВолковВ. Д.VolkovV. D.

Кемерово

Kemerovo

КрафтЯ. В.KraftYa. V.

Кемерово

Kemerovo

ИсмагиловЗ. Р.IsmagilovZ. R.

Кемерово

Kemerovo

Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Институт углехимии и химического материаловеденияCenter for Coal and Coal Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Institute of Coal Chemistry and Chemical Materials Science202324082023904614621Copyright © Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Волков В.Д., Крафт Я.В., Исмагилов З.Р., 20232023Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Волков В.Д., Крафт Я.В., Исмагилов З.Р.Aduev B.P., Nurmukhametov D.R., Volkov V.D., Kraft Y.V., Ismagilov Z.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1356

Исследованы спектрально-кинетические характеристики свечения бурого угля при воздействии на образцы импульсами лазера (1064 нм, 14 нс, 1 ГВт/см2) в среде воздуха при атмосферном давлении и в вакууме при давлении 10–2 Торр. Показано, что во время воздействия лазерных импульсов над образцами в вакууме наблюдается пароплазменный факел, выделены линии свечения ионизированного углерода и атомов водорода. При атмосферном давлении в спектрах преобладает свечение пламени CO. После лазерного воздействия в спектрах выделяются вращательно-колебательное свечение H2O и тепловое свечение углеродных частиц. В среде воздуха при атмосферном давлении во временном интервале 0.2—1.0 мс при воздействии лазерных импульсов W = 1 ГВт/см2 происходит зажигание нелетучего остатка частиц угля с вылетом раскаленных частиц углерода с температурой ~2500 К.

The spectral-kinetic characteristics of the brown coal glow when exposed to samples by laser pulses (1064 nm, 14 ns, 1 GW/cm2) in the air at atmospheric pressure and in the vacuum at pressure of 10–2 Torr have been studied. It has been shown that during the action of laser pulses, a vapor plasma torch is observed over the samples in vacuum, and the glow lines of ionized carbon and hydrogen atoms are evolved. At atmospheric pressure CO flame glow dominates in the spectra. After laser exposure, rotational-vibrational glow of H2O and thermal glow of carbon particles are distinguished in the spectra. In the air at atmospheric pressure in time interval of 0.2–1.0 ms, when exposed to laser pulses of W = 1 GW/cm2, a nonvolatile residue of coal particles is inflamed with the departure of incandescent carbon particles with temperature of about 2500 K.

свечение пламенибурый угольлазерное излучениеflame glowbrown coallaser radiationРабота выполнена в рамках государственного задания ИУХМ ФИЦ УУХ СО РАН (проект 121031500513-4, руководитель Б. П. Адуев) на оборудовании ЦКП ФИЦ УУХ СО РАН.ReferencesA. S. Askarova, E. I. Karpenko, Y. I. Lavrishcheva, V. E. Messerle, A. B. Ustimenko. IEEE Transact. Plasma Sci., 35 (2007) 1607—1616A. S. Askarova, E. I. Karpenko, Y. I. Lavrishcheva, V. E. Messerle, A. B. Ustimenko. IEEE Transact. Plasma Sci., 35 (2007) 1607—1616V. E. Masserle, E. I. Karpenko, A. B. Ustimenko, O. A. Lavrichshev. Fuel Proc. Technol., 107 (2013) 93—98V. E. Masserle, E. I. Karpenko, A. B. Ustimenko, O. A. Lavrichshev. Fuel Proc. Technol., 107 (2013) 93—98M. Taniguchi, H. Kobayashi, K. Kiyama, Y. Shimogori. Fuel, 88 (2009) 1478—1484M. Taniguchi, H. Kobayashi, K. Kiyama, Y. Shimogori. Fuel, 88 (2009) 1478—1484В. М. Бойко, П. Воланьский, В. Ф. Климкин. Физика горения и взрыва, 17 (1981) 71—77В. М. Бойко, П. Воланьский, В. Ф. Климкин. Физика горения и взрыва, 17 (1981) 71—77А. В. Кузиковский, В. А. Погодаев. Физика горения и взрыва, 13 (1977) 783—788А. В. Кузиковский, В. А. Погодаев. Физика горения и взрыва, 13 (1977) 783—788T. X. Phuoc, M. P. Mathur, J. M. Ekmann. Comb. Flame, 94 (1993) 349—362T. X. Phuoc, M. P. Mathur, J. M. Ekmann. Comb. Flame, 94 (1993) 349—362Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Р. Ю. Ковалев, Я. В. Крафт, А. Н. Заостровский, А. В. Гудилин, З. Р. Исмагилов. Опт. и спектр., 125 (2018) 277—283Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Р. Ю. Ковалев, Я. В. Крафт, А. Н. Заостровский, А. В. Гудилин, З. Р. Исмагилов. Опт. и спектр., 125 (2018) 277—283Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина, Р. Ю. Ковалев, А. Н. Заостровский, З. Р. Исмагилов. Хим. физика, 35 (2016) 47—49Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина, Р. Ю. Ковалев, А. Н. Заостровский, З. Р. Исмагилов. Хим. физика, 35 (2016) 47—49Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. Р. Исмагилов. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 50—55B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, Y. V. Kraft, Z. R. Ismagilov. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 41—45Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (2020) 18—25Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (2020) 18—25Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, Я. В. Крафт, З. Р. Исмагилов. Химия твердого топлива, 3 (2021) 65—70Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Г. М. Белокуров, Я. В. Крафт, З. Р. Исмагилов. Химия твердого топлива, 3 (2021) 65—70Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (2020) 442—448Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Я. В. Крафт, З. P. Исмагилов. Опт. и спектр., 128 (2020) 442—448Н. Б. Делоне. Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Москва, Наука (1989)Н. Б. Делоне. Взаимодействие лазерного излучения с веществом, Москва, Наука (1989)K. Liu, C. He, C. Zhu, J. Chen, K. Zhan, X. Li. TrAC Trends Anal. Chem., 143 (2021) 116357K. Liu, C. He, C. Zhu, J. Chen, K. Zhan, X. Li. TrAC Trends Anal. Chem., 143 (2021) 116357J. Cai, M. Dong, Y. Zhang, Y. Chen, Y. Liang, J. Lu. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 180 (2021) 106195J. Cai, M. Dong, Y. Zhang, Y. Chen, Y. Liang, J. Lu. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 180 (2021) 106195S. Yao, J. Zhao, Z. Wang, Y. Deguchi, Z. Lu, J. Lu. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 149 (2018) 249—255S. Yao, J. Zhao, Z. Wang, Y. Deguchi, Z. Lu, J. Lu. Spectrochim. Acta B: At. Spectrosc., 149 (2018) 249—255Л. В. Левшин, А. М. Салецкий. Люминесценция и ее измерения, Москва, МГУ (1989)Л. В. Левшин, А. М. Салецкий. Люминесценция и ее измерения, Москва, МГУ (1989)Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, Н. В. Нелюбина, Я. В. Крафт, З. Р. Исмагилов. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 582—586B. P. Aduev, D. R. Nurmukhametov, N. V. Nelyubina, Ya. V. Kraft, Z. R. Ismagilov. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 761—764J. E. Sansonetti, W. C. Martin. J. Phys. Chem. Ref. Data, 34 (2005) 1559—2259J. E. Sansonetti, W. C. Martin. J. Phys. Chem. Ref. Data, 34 (2005) 1559—2259Р. Пирс, А. Гейдон. Отождествление молекулярных спектров, Москва, Иностр. лит. (1949)Р. Пирс, А. Гейдон. Отождествление молекулярных спектров, Москва, Иностр. лит. (1949)А. Гейдон. Спектроскопия и теория горения, Москва, Иностр. лит. (1950)А. Гейдон. Спектроскопия и теория горения, Москва, Иностр. лит. (1950)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.