Влияние конфигурации электродов на эмиссионные свойства разряда типа сильноточная низкоиндуктивная вакуумная искра

• Автор: Додулад, Эмиль Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1

1.1.Современные виды микропинчевых установок и их применение

1.1.1 .Общая характеристика пинчевых разрядов

1.1.2 Основные физические процессы при пинч-эффекте в разряде 15 типа СНВИ

1.1.3.Автоэлектронная эмиссия с поверхности катода вакуумного 19 искрового разряда

1.1.4 Параметры плазменной точки

1.1.5. Сравнительная характеристика источников рентгеновского

излучения и заряженных частиц

1.1.6. Влияние начальных параметров на динамику протекания

пинчевого разряда
1.2 Диагностика плотной импульсной плазмы
1.2.1 Рентгеновское излучение плотной импульсной плазмы
1.2.2 Методы получения изображения рентгеновского излучения
1.2.3. Методы спектрометрии рентгеновского излучения
1.2.4 Восстановление спектра непрерывного рентгеновского
излучения
1.2.5 Регистрация рентгеновского излучения с помощью
термолюминисцентных детекторов
1.2.6 Зондовые методы диагностики плазмы
1.3. Выводы к главе 1
ГЛАВА 2
2.1. Экспериментальная установка «Зона-2»
2.2. Моделирование электрических полей для различных геометрий 52 электродной системы установки «Зона-2»
2.3. Регистрации рентгеновских обскурограмм СНВИ с помощью ПЗС 54 камеры
2.4. Выводы к главе 2
ГЛАВА 3
3.1. Описание эксперимента
3.2. Методика определения относительного вклада элементов,

входящих в состав материалов электродов, в плазму разряда СНВИ
3.3. Результаты экспериментов, проведенных при конфигурации 68 «острие-плоскость»
3.4. Результаты экспериментов, проведенных при конфигурации 72 «острие-острие»
3.5. Результаты экспериментов, проведенных при конфигурации 76 «острие-острие»
3.6. Анализ полученных результатов. Расчет вкладов материалов 77 электродов в плазму разряда
3.6. Выводы к главе 3
ГЛАВА 4.
4.1. Описание эксперимента
4.2. Исследование влияния конфигурации электродной системы и 87 начального энерговклада в разряд на рентгеновский спектр излучения СНВИ
4.2.1 Влияние конфигурации электродной системы на рентгеновский 87 спектр излучения СНВИ
4.2.2. Влияние начального энерговклада в разряд на рентгеновский 88 спектр излучения СНВИ
4.3. Выводы к главе 4
ГЛАВА 5
5.1. Методика измерений импульсного газокинетического давления 93 плазмы методом квадратурной интерферометрии
5.2. Методика определения скорости заряженных частиц, 96 эмиттируемых разрядом СНВИ
5.3.Измерение давления плазмы микропинчевого разряда на 99 установке «Зона-2»
5.4. Определение скорости ионов с помощью плоского зонда
5.5. Расчет плотности потока плазмы на различных расстояниях от 103 оси разряда
5.6. Выводы к главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Импульсные плазменные источники частиц и излучения (лазерные и электроразрядные) актуальны для различных применений, включая нанотехнологии, медицину, биофизику.
Большое количество исследований импульсных плазменных источников посвящено разряду типа сильноточная низкоиндуктивная вакуумная искра (СНВИ), рабочим веществом которого является материал электродов. Благодаря тому, что излучающая область данного разряда имеет микронные размеры, и значительная часть спектра ее излучения лежит в достаточно мягкой рентгеновской области, разряд может использоваться в проекционной рентгенографии, обеспечивая высокую контрастность и пространственное разрешение изображения исследуемого объекта. Вследствие малой длительности импульса рентгеновского излучения, испускаемого разрядом, он может использоваться как инструмент исследования быстропротекающих плазменных и иных процессов. Кроме того разряды типа СНВИ являются источниками с высокой плотностью потока заряженных частиц. Это открывает перспективы их использования в экстремальном материаловедении и при разработке средств диагностики импульсной плотной плазмы.
Достоинствами установок на основе разряда типа СНВИ являются простота их конструкции, возможность работы в квазичастотном режиме, достаточно большой ресурс работы и невысокая стоимость. Кроме того, физические процессы, протекающие в различных 7-пинчевых разрядах, имеют много общего, и физические закономерности, выявленные на небольших установках, могут иметь место и на других более крупных установках.
Однако, создание разряда с параметрами, оптимизированными для его практического использования, затруднено тем, что до сих пор отсутствует полное понимание того, какие начальные параметры и каким образом влияют

•возможно разделение излучения по энергиям с использованием фильтров различной толщины.
Рис. 1.7. Схема диагностики с помощью щелевой камеры, а -плазменный объект, Ь - камера-обскура, с - щелевая камера, б - одномерное изображение, полученное с помощью щелевой камеры, и двумерное, полученное с помощью камеры-обскуры.
1.2.3. Методы спектрометрии рентгеновского излучения
Среди большого количества разработанных методов исследования спектра непрерывного рентгеновского излучения можно выделить прямые и косвенные. Прямые методы - это методы, основанные на непосредственном разложении рентгеновского излучения в спектр с помощью диспергирующих элементов[77] или на измерении спектральной интенсивности в дискретных узких интервалах. Их реализация дает возможность получить информацию о спектрально-энергетических характеристиках рентгеновского излучения в достаточно широком спектральном диапазоне. Отметим, что в качестве диспергирующих приборов используются спектрографы с дифракционными решетками скользящего падения и с пропускающими дифракционными решетками, обеспечивающие достаточную обзорность спектра от единиц до сотен ангстрем, а для регистрации излучения применяются рентгеновские фотоэмульсии и микроканальные детекторы. Дискретные узкие спектральные интервалы выделяются посредством /б-краевых фильтров и регистрируются отдельными детекторами, например фотодиодами [78]-[83].
Мощным инструментом в исследованиях высокотемпературной плазмы
является рентгеновская спектроскопия многозарядных ионов. В последнее