Xenon-Hochdruckentladungen mit Heliumzusätzen

Zusammenfassung

Xenon-Hochdruckentladungen haben wegen einer hohen Elektronenbeweglichkeit einen außerordentlich geringen Spannungsgradienten in der positiven Säule. Die hohe Elektronenbeweglichkeit ist zum Teil auf die extrem kleinen Querschnitte der Xenonatome gegenüber Elektronen bei den im Plasma vorkommenden Relativgeschwindigkeiten zurückzuführen. Durch Zusätze von Helium, dessen Atome bei den in Frage kommenden Geschwindigkeiten einen um ein Vielfaches größeren Querschnitt gegen Elektronen haben, kann die Elektronenbeweglichkeit herabgesetzt und damit der Gradient der Säule vergrößert werden. Wegen seiner hohen Anregungs- und Ionisierungsspannung dient das Helium hierbei lediglich als Puffergas, ohne selbst in merklichem Maße angeregt oder ionisiert zu werden. Untersucht wurden Entladungen mit 28 und 39 Atm Xenon-Grundgasfüllung und Zusätzen bis zu 3 Atm Helium. Die Bogenspannung nimmt im untersuchten Bereich bei Heliumzusatz bis zu 17% zu. Die Lichtausbeute ändert sich hierbei nicht trotz einer Zunahme des Wärmeleitungskoeffizienten des Gasgemisches im Vergleich zum reinen Xenon um mehr als 100 %. Es tritt eine Vergrößerung des Kanalquerschnittes der Entladungssäule bei gleichzeitiger geringfügiger Temperaturerniedrigung ein.