intercambio de cargos

La espectroscopia de intercambio de carga (abreviada CES o CXS) es una técnica comúnmente utilizada en el diagnóstico de plasmas para analizar plasmas de fusión controlados a alta temperatura . En los plasmas de fusión, los elementos ligeros tienden a ionizarse completamente durante el funcionamiento, lo que dificulta el diagnóstico de sus propiedades mediante diagnósticos ópticos convencionales. Para abordar este problema, en la década de 1970 se desarrolló un método que consiste en la inyección de un haz de átomos neutros, como hidrógeno o deuterio, en el plasma. ^{[ 9 ]} Este proceso da como resultado la ionización de los átomos hidrogenoides y la excitación de iones mediante intercambio de carga, como se representa en la reacción:

${\displaystyle {\ce {{H^{0}}+A^{+q}->{H+}+[A^{+(q-1)}]^{\star }}}}$,

dónde${\displaystyle {\ce {A^{+q}}}}$representa los diversos estados de carga posibles de los iones en el plasma.

Posteriormente, se colocan estratégicamente fibras ópticas para crear " cordones ", líneas de visión a lo largo de las cuales se toman las mediciones. Estos cordones atraviesan regiones con y sin el haz neutro. Al restar las señales de estos dos cordones, se pueden inferir las emisiones no generadas por el haz neutro. Esto permite determinar las propiedades de los iones, como su temperatura y densidad.

La técnica también puede extenderse para incluir múltiples cuerdas y construir perfiles espaciales del plasma, como su rotación toroidal y poloidal . Esto proporciona información sobre cómo los iones conducen el calor y transportan el momento dentro del plasma. ^{[ 9 ]}

La espectroscopia de intercambio de carga se conoce a menudo como espectroscopia de recombinación por intercambio de carga, cuyo acrónimo es CXRS ^{[ 10 ]} o CER. ^{[ 11 ]}

El intercambio de carga del viento solar (SWCX) es un importante proceso astrofísico en el que iones pesados ​​del viento solar, altamente cargados, experimentan colisiones de transferencia de carga con átomos o moléculas neutras, produciendo iones excitados que emiten rayos X blandos y fotones ultravioleta extremos . El mecanismo SWCX se reconoció por primera vez en cometas; las primeras observaciones de rayos X cometarios se realizaron en 1996 para el cometa Hyakutake por ROSAT, el observatorio alemán de rayos X. Se propuso que las reacciones de intercambio de carga entre iones pesados ​​del viento solar y partículas neutras cometarias eran el mecanismo responsable de la emisión de rayos X blandos observada. ^{[ 12 ]} El mecanismo SWCX produce emisión de rayos X blandos dondequiera que los iones del viento solar altamente cargados se encuentren con átomos y moléculas neutras, incluyendo la magnetofunda terrestre , las atmósferas planetarias y toda la heliosfera , donde el viento solar interactúa con el gas neutro interestelar entrante. Se cree que la emisión SWCX heliosférica contribuye significativamente al fondo de rayos X blandos observado. ^{[ 12 ]}