Плазменный механизм пробоя газов высокого давления

• Автор: Бройтман, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 92 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОБОЯ ГАЗОВ

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

§ 1.1. Результаты экспериментальных исследований, приведшие к созданию классической стримерной теории пробоя

§ 1.2. О классической стримерной теории и ее развитии

§ 1.3. Возникновение плазменной модели пробоя газов

высокого давления

§ 1.4. Краткое резюме. Постановка задачи исс-^ледования

Глава II. КАЧЕСТВЕННАЯ МОДЕЛЬ СТРИМЕРА. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ О ФОРМИРОВАНИИ СТРИМЕРНОГО ПРОБОЯ ОДНОРОДНЫХ АТОМАРНЫХ ГАЗОВ.

§ 2.1. О критических параметрах плазменной модели

пробоя газов высокого давления

§ 2.2. Феноменологическое описание развития плазменного стримера

§ 2.3. О механизме развития стримера при пробое
однородных атомарных газов
§ 2.4. Постановка задачи о лавинно-стримерном переходе и основные уравнения

Глава III. ОДНОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ПЛАЗМЕННОГО МЕХАНИЗМА СТРИМЕРНОГО ПРОБОЯ АТОМАРНОГО ГАЗА.
§ 3.1. Развитие лавин ионизации
§ 3.2. Рекомбинация в плазменной области затормозившейся лавины
§ 3.3. О рекомбинационном изучении плазменной
области
§ 3.4. Фотоионизация как механизм формирования
стримера
§ 3.5. Условия реализации плазменного механизма
стримерного пробоя газов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В последнее время значительно возрос интерес к изучению пробоя газов высокого давления в сильных электрических полях.6^ Причина такого внимания заключается в том, что создание удовлетворительной в качественном и количественном отношениях теории стримерного пробоя имеет не только большое научное значение, но важно также и с практической точки зрения. Лавинные и стримерные процессы составляют основу явлений, происходящих в разрядниках, стримерных и искровых камерах, импульсных газоразрядных источниках света, лазерах, на начальных стадиях мощных разрядов, применяемых для получения высокотемпературной плазмы, в различных искровых технологических установках, т.е. в современной импульсной и газоразрядной технике.
Уровень современных представлений о пробое хорошо характеризуется самим определением пробоя, как " существенно нестационарного процесса бурной ионизации газа, превращения нейтрального газа в проводящую плазму, которое происходит при быстром "включении" достаточно сильного внешнего поля" [ I
Однако, несмотря на долгую историю исследования и достигнутый прогресс, по ряду основных вопросов физики пробоя газов высокого давления не существует единого мнения.Если пробой газов при низких давлениях хорошо объясняется теорией Таунсенда,находящейся в удовлетворительном согласии с результатами экспериментальных исследований, то механизм пробоя газов при высоком давлении (порядка атмосферного и выше) еще не вполне ясен.
е&) Пробой газов высокого давления в сильных электрических полях часто называют " искровым" или " стримерным" пробоем.
- 5-0Д'Й ~ ZsbF значительно меньше разрядного промежутка, то
решением уравнения (3.5) является распределение Гаусса

, дПе 42-й
е е
Отсвда находим распределение плотности И/е электронов в лавине ,, =
I Л,1е
Л1 и/0
е • (3.6)
Распределение плотности /1Л ионов в лавине, определяемое согласно (3.1) и (3.2) выражением
л/; = »/у? 1/ея о, о, (з.7)

различно в областях перед фронтом лавины ( 2 = + иЬ ) и позади
него.
Производя в (3.7) интегрирование методом перевала при получаем стационарные распределения ионов позади фронта лавины:
/Л , ■£(*-*•> у /V; (2 ) - —^ (3.8)
При г^г0+Л главный вклад в интеграл (3.7) дает область вблизи верхнего предела интегрирования. Разлагая функцию в показателе экспоненты в ряд в окрестности точки 1» и интегрируя, получим
г- а 9-*.*«<■ •
, *, > 0.9)
4>2) Н*
Из полученных распределений видно, что позади фронта лавины л/.д > ы: , а перед ним А/Л< И/Л. Вблизи фронта лавины
6 С с ”
(го+{^~ < г < 2гв+ ^+]/ьМ) концентрации заряженных частиц
примерно равны: С-С . Полученные решения для распределения электронов и ионов находятся в удовлетворительном согласии с результатами С 32, 44-47 ].
Распределение заселенности возбужденных атомов в развивающейся лавине определяется формулой