等离子体由各种类型的离子、电子和中性物质组成,是宇宙物质的主要组分。气体放电是人造等离子的方式之一,放电等离子体在基础科学和应用领域都有广泛应用。光谱技术可以定性和定量表征等离子体中原子、分子、自由基和激发态的组分和相互作用。本文利用氮气-烷烃混合气体进行辉光放电产生等离子体,利用CN自由基分子的光谱模拟研究土卫六大气的可能演化过程。CN自由基在生命形成过程中起着重要作用。在早期行星大气中,CN的生成与氮气和烷烃有密切关系。以土卫六大气成分为参考,实验利用氮气和烷烃模拟早期大气环境,对模拟大气进行辉光放电测量CN自由基的吸收光谱,以研究烷烃浓度、气压、放电电流对CN生成的影响。在氮气和烷烃混合气体的低压辉光放电中,实验给出了当CN自由基生成浓度最佳时,甲烷、乙烷、丙烷所占气压比。保持氮气和烷烃气压配比不变改变总气压时,在气压较低时CN自由基浓度随总气压增加而增加;当总气压超过某一气压,不同的烷烃趋势有所不同。但在任何烷烃-氮气辉光放电中和任何气压配比下放电电流对CN自由基的生成影响几乎都是呈线性增加。在生成CN自由基最佳气压占比条件基础上实验往烷烃-氮气混合气体中添加少量土卫六大气中存在的痕量水汽、二氧化碳和一氧化碳,结果表明在氮气和甲烷混合气体放电过程中加入少量这些气体都会抑制CN自由基的生成。