Нестационарные кинетические процессы с участием метастабильных атомов инертных газов в плазменных волноводах

• Автор: Шахсинов, Гаджи Шабанович
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ, РАЗВИВАЮЩИХСЯ В РЕЖИМЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЛН ИОНИЗАЦИЙ (ВВИ)
1.1.Волны ионизации в ограниченной плазме
1.2. Генерация высокоэнергетичных электронов в газовых разрядах.
1.3. Нестационарное оптическое излучение высокоскоростных волн ионизации в ограниченном газовом разряде
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА КОМПЛЕКСНОГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЛН ИОНИЗАЦИИ В ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ
2.1.Экспериментальная установка для исследования кинетических процессов в высокоскоростных волнах ионизации в инертных газах
2.2. Методика и техника исследования структуры фронта ВВИ
2.3. Методика и техника исследования процессов взаимодействия фронта ВВИ с диэлектрическими стенками разрядной трубки
2.4. Методика и техника исследования спектрального состава оптического излучения и процессов наработки мстастабильных атомов инертных газов в высокоскоростных волнах ионизации
2.5. Анализ погрешностей измерений
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНОЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВОЛНАХ ИОНИЗАЦИИ В ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ
3.1. Формирование и распространение высокоскоростных волн ионизации в коаксиальном плазменном волноводе с полыми цилиндрическими электродами
3.2. Экспериментальное исследование структуры фронта высокоскоростной волны ионизации в коаксиальных плазменных волноводах с полыми цилиндрическими электродами
3.3. Исследование физических процессов на границе диэлектрической стенки разрядной трубки и фронта высокоскоростной волны ионизации
3.4. Исследование процессов формирования возбуяеденных и метастабильных
атомов в высокоскоростных волнах ионизации в коаксиальных плазменных
волноводах с полыми цилиндрическими электродами
3.4.1. Особенности распространения электромагнитных волн оптического диапазона в плазменных волноводах вблизи узких резонансов
ГЛАВА 4. КИНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С УЧАСТИЕМ
МЕТАСТАБИЛЬНЫХ АТОМОВ В КОАКСИАЛЬНЫХ ПЛАЗМЕННЫХ ВОЛНОВОДАХ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ПОЛЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ
4.1. Формирование высокоэнергетичных электронов на фронте волны ионизации и
режимы их энергетической релаксации
4.2. Наработка метастабильных атомов на фронте высокоскоростной волны ионизации и их роль в формировании пространственной структуры волны ионизации
4.3. Особенности распространения электромагнитных волн оптического диапазона в плазменных волноводах в частотной области вблизи узких резонансов
Заключение
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ
Наносекундные электрические разряды являются эффективными источниками высокоэнергетичных электронов, формируемых в газовой среде в процессе электрического пробоя. Неравновесная плазма, создаваемая в таких устройствах, является аналогом плазменно-пучковых разрядов, перспективных с точки зрения практического применения в различных технологических устройствах, в частности, для накачки газовых лазеров, обработки поверхностей, в электронно-лучевых технологиях и др. В этой связи, актуальной фундаментальной проблемой газовой электроники является создание высокоэффективных газоразрядных систем, в которых пучки ускоренных электронов формируются непосредственно в самом газе в процессе электрического пробоя газа без использования внешних ускорителей электронов, громоздких систем дифференциальной откачки и ввода внешнего электронного пучка в газовую среду. К настоящему времени такие газоразрядные системы созданы и изучаются в целом ряде работ, посвященных генерации электронных пучков в разрядах с полым катодом, разрядах в коротких межэлектродных промежутках с использованием сетчатого анода, а также в протяженных разрядных промежутках на фронте волны ионизации.
К настоящему времени в циклах работ А.Н.Лагарькова, И.М.Руткевича [1], Э.И.Асиновского с сотрудниками [2,3], Л.М.Василяка с сотрудниками [4], А.Ю.Стариковского с сотрудниками [5,6] и др. детально изучены модели и механизмы формирования высокоскоростных волн ионизации (ВВИ) в коаксиальных экранированных разрядных трубках, определены скорости распространения волн ионизации, на фронте волны ионизации обнаружены высокоэнергетичные электроны и связанное с ними рентгеновское излучение, исследованы процессы распространения фронтов свечения.
Вместе с тем следует отметить, что одной из особенностей таких разрядов в инертных газах является возможность получения в них метастабильных атомов с концентрацией, сопоставимой с концентрацией свободных электронов в разряде. В таких условиях метастабильные атомы

генератора импульсных сигналов. Затем, излучение фронта ВВИ, выходящее через полый цилиндрический электрод проецировалось на вход скоростного фоторегистратора с помощью внешнего специального объектива, и производилась покадровая сьемка при различных задержках между фронтом ВВИ и временем запуска фоторегистратора. Время экспозиции при покадровой фоторегистрации выбиралась в диапазоне от 5 до 20 не в зависимости от конкретных условий формирования ВВИ в плазменном волноводе.
2.3. Методика и техника исследования процессов взаимодействия фронта ВВИ с диэлектрическими стенками разрядной трубки
Как было отмечено выше, на фронте ВВИ формируются высокоэнергетичные электроны, которые, в случае отрицательной полярности импульсов высокого напряжения заряжают внутреннюю поверхность диэлектрической стенки разрядной трубки в процессе распространения фронта ВВИ. В таких условиях важной может оказаться роль релаксационных процессов на границе разрядной трубки и фронта ВВИ при формировании и распространении волн ионизации в импульсно-периодическом режиме.
В настоящей работе экспериментально исследовано изменение диэлектрических свойств материала стенки в процессе и после взаимодействия с электронными потоками. В качестве таких диэлектрических материалов использовались стекло и стеклотекстолит, последний материал использовался в качестве ограничителя между электродом и экраном для предотвращения электрического пробоя по внешней границе волновода в местах соединения с ГИН. Изучались диэлектрические свойства материала стенки разрядной камеры до воздействия наносекундного разряда и после его воздействия. Кроме того, были поставлены специальные эксперименты по изучению особенностей осаждения заряда на диэлектрических поверхностях путем измерения tgS-диэлектрических потерь материала стенки разрядной камеры после ее облучения электронными потоками, сформированными специальной электронной пушкой.