扩散介导反应中扩散速率：尘粒面上的模型分析

星际云中显著的化学反应之一是通过悬浮粒子表面发生的分子氢形成，这一反应本质上发生在尘粒表面。迄今为止，对此类系统的分析方法一直忽略了问题的空间方面，采用了对扩散速率的简化模型。我们展示了如何通过一致的扩散速率定义来考虑这些空间方面，并为球形尘粒精确计算了该速率。可识别出两种体系：小颗粒上，两个反应物几乎必然相遇；大颗粒上则几乎不可能相遇。我们将真实的扩散速率与常用近似进行比较，发现两种体系中都存在显著的降低，尤其在大颗粒上更为显著。这些效应可通过已知的二维随机漫步分析结果进行类比解释。最后我们考察了在计算氢复合效率时采用真实扩散速率的影响：在固定温度下，复合效率可大幅降低，尽管小颗粒的相对重要性提升，但复合效率的温度窗口并未受到显著改变。