Формирование импульсных объемных газовых разрядов с ультрафиолетовой и рентгеновской предионизацией

• Автор: Новоселов, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 165 c. : ил.

Глава I. Механизмы формирования и способы зажигания

самостоятельных объемных разрядов

1.1. Многоэлектронное инициирование как основное условие получения объемного разряда при

пробое перенапряженных промежутков

1.2. Техника, применяемая для получения

объемных разрядов

1.3. Характеристики вспомогательных разрядов, применяемых для инициирования начальных электронов

1.4. Основные представления о механизме формирования объемной стадии

1.5. Выводы и формулировка задач исследований

Глава II. Исследование механизма формирования объемного

разряда
2.1. Описание экспериментальной аппаратуры
2.2. Особенности формирования разряда при различных способах инициирования начальных электронов
2.3. Влияние неоднородности электрического поля и иуровня начальной концентрации электронов
на формирование разряда
2.4. Оценки возможности использования рентгеновского излучения для инициирования
начальных электронов
2.5. Эксперименты по зажиганию объемного разряда, инициируемого рентгеновским излучением
2.6. Основные требования к системам зажигания объемного разряда при больших межэлектрод-ных расстояниях
Глава III. Установка для получения объемного разряда в смесях СОг-Мг -Не при длине промежутка до 25 см
3.1. Общая схема установки
3.2. Генератор импульсных напряжений для
питания разряда
3.3. Кострукция газоразрядной камеры и выбор
профиля электродов
3.4. Конструкция источника рентгеновского
излучения и результаты его испытаний Ю5
Глава IV.Результаты экспериментов по зажиганию объемного разряда в смесях
при больших межэлектродных расстояниях
4.1. Пробивные напряжения, коэффициенты ударной ионизации и дрейфовые скорости в смесях XI5
4.2. Выбор режима ввода энергии в активный
объем
4.3. Влияние фронта импульса напряжения на
характер горения разряда
Заключение
Литература

Импульсные объемные разряды нашли широкое применение для безиндуктивной коммутации больших токов [1,2],в качестве активной среды газовых лазеров [3,4],в плазмохимических реакторах Гб,б].
Одним из способов реализации объемного горения импульсных разрядов является использование электронных пучков для создания проводимости газового промежутка [7,8]. При этом напряжение на электродах промежутка может быть ниже статического пробивного, поскольку ионизация газа производится быстрыми электронами пучка. В этом случае реализуется несамостоятельный разряд, для которого характерна высокая устойчивость объемной формы горения [9]. Однако применение ускорителей электронов значительно усложняет конструкцию и эксплуатацию газоразрядных систем с электронными пучками. Действительно, здесь необходимо использование сложной высоковольтной и вакуумной техники, требуется создание специальной радиационной защиты от тормозного излучения.
Параллельно с этим интенсивно развивается направление, связанное с использованием систем на основе самостоятельных объемных разрядов [10,11] . В таких системах к газовому промежутку прикладывается напряжение, превышающее пробивное, и осуществляется предварительное инициирование начальных электронов. В ка -честве источника ионизирующего излучения обычно применяются вспомогательные разряды.
Благодаря простоте возбуждения самостоятельные объемные разряды широко используются в электроразрядных лазерных системах. Основные результаты, полученные при исследованиях самостоятельных объемных разрядов, относятся к системам с межэлектродным зазором в единицы сантиметров. При увеличении разрядного промежутка до десятков сантиметров возникают трудности при зажигании одно - -

одиночной лавины [82] . Поскольку при многоэлектронном инициировании создаются условия перекрытия одиночных лавин вблизи катода, то и искажение поля перед фронтом лавин практически не происходит
Наблюдения в смесях Не- 8Р6 показали, что отмеченные ранее закономерности формирования столба разряда сохраняются. Однако время запаздывания пробоя уменьшается (рис.2.2,кривая 2), что свидетельствует о большей интенсивности ионизационных про -цессов. Кроме того, поперечный размер формируемого разрядного столба в смеси Не + 0,05 % 8Р6 при прочих неизменных условиях был в 1,5 - 2 раза выше, чем в смесях А г + 0,05 % ЗР6
Наблюдение динамики формирования разряда проводилось таете в чистом А г при давлении Р - 1 атм [83]. На рис.2.4 представлены данные по времени запаздывания пробоя при объемном инициировании начальных электронов (кривая I) и поверхностном инициировании (кривая 2). Фотографии свечения в случае объемного инициирования приведены на рис. 2.5. Амплитуда импульса напряжения, подаваемого на промежуток, составляла в этом случае ио
= 18 кВ, соответственно время запаздывания пробоя было равно
= 15 не. Свечение вблизи катода, наблюдаемое на первом кадре, вызвано лавинами, которые развиваются из электронов, инициированных на поверхности катода. Через время, равное 12,5 + 0,5нс, в промежутке регистрируется однородное свечение столба разряда. Поскольку столб разряда формируется в результате лавинного размножения большого числа начальных электронов и перекрытия соседних электронных лавин, естественно применить для оценки времени запаздывания пробоя модель лавинного размножения [84]. Эта модель была развита в работе [27], где для расчета времени предложена формула (1.8). Ток I. , соответствующий времени за