Физика плазменных прерывателей тока и их возможные применения

• Автор: Долгачев, Георгий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 243 с. : ил.

Глава 1. Схемы ППТ, основные характеристики и экспериментальные установки

1.1. Принцип действия генератора на основе ППТ

1.2. Теория работы ППТ

1.3. Типы ППТ и их характеристики

1.4. Экспериментальные установки

1.5. Краткое резюме

Глава 2. Физика ППТ, основные закономерности

2.1. Предельная плотность заряда, переносимого через ППТ

2.2. Схема параллельно- последовательного соединения ППТ

2.3. Коаксиальные ППТ (типа рис.1.4в)

2.4. Динамика плазмы в ППТ, потери энергии в фазе проводимости .

2.5. Влияние протяженности катода на эффективность ППТ
2.6. Обсуждение результатов измерения скорости токового фронта .
2.7. Коаксиальные ППТ с внешним продольным магнитным полем
2.8. Влияние внешнего азимутального поля на динамику ППТ
2.9. ППТ с двусторонней запиткой - дисковый пинч
2.10. Радиальная динамика свечения плазмы коаксиального ППТ
2.11. Ионные потоки в ППТ типа «плазмонаполненный диод»
2.12. Проникновение тока в плазму ППТ с плоскими электродами ... 89 2.14. Выводы

Глава 3. Частотные генераторы на основе ППТ
3.1. Оценка возможной частоты работы ППТ
3.2. Частотно-импульсные генераторы на основе ППТ
3.3. Частотный ГИН установки РС
3.4. Конвертер энергии электронов в рентгеновское излучение
3.5. Влияние высоких импульсных мощностей на элементы ППТ
3.6. Схемы частотных ППТ и их особенности
3.7. Ресурс частотного генератора на примере РС
3.8. Частотный ускоритель с выводом пучка в атмосферу
3.9. Выводы
Глава 4. Применения генераторов на основе ППТ
4.1. Радиационно-биологические технологии
4.2. Стерилизация стационарным и импульсным излучением
4.3. Разрушение горных пород мощным импульсным пучком
4.4. Другие возможные применения ППТ
4.5. Выводы
Глава 5. Плазменный прерыватель для программы «Байкал»
5.1. Выбор модели и схемы ППТ
5.2. Чем определяется величина развиваемого на ППТ напряжения?
5.3. Способы увеличения напряжения иПпт и их эффективность
5.4. Экспериментальное определение зависимости иппКНип) • • •
5.5. Модернизированная установка РС-20М
5.6. Основные диагностики
5.7. Экспериментальные результаты

5.8. Возможность увеличения параметров ППТ «Байкал»
5.9. Эксперименты по синхронизации двух модулей ППТ
5.10 Выводы
Глава 6. Экспериментальное обоснование модуля
ППТ установки МОЛ
6.1. Установка МОЛ - формирование импульса тока на входе ППТ
6.2. Модуль ППТ для установки МОЛ
6.3. Разделительный разрядник (РР)
6.4. Включение ППТ в цепь накопителя плазменными пушками
6.5. Влияние разделительного разрядника на передачу тока в нагрузку
6.7. Распределение энерговыделения по длине ППТ
6.8. Работа ППТ в условиях предымпульса
6.9. Выводы
Заключение
Литература

подводку длиной ~2м, получим р = 2 Ом. При а = 0,5 и III = 20 кОм получим, 1^0= 200 Ом, 111 = 0,511о> ипр = 3 кВ, откуда ио= 6 кВ. При наличии цепочки резисторов устойчивый пробой всех промежутков начинается при и0 > 7 кВ. Без резисторов необходимо увеличение напряжения и0 > 24 кВ. Таким образом, рассмотренная схема позволила в широком диапазоне менять напряжение на плазменном источнике, плотность создаваемой плазмы и ее направленную скорость.
В экспериментах по изучению скорости проникновения тока в протяженную плазменную перемычку (рис. 2.10) использовалось шесть источников рассмотренного выше типа (рис. 2.8). Стержни с пушками располагались равномерно по окружности на 6-ти образующих цилиндра по 10 искровых зазоров на длине 60 см. С противоположной от пушек стороны располагались 3 цилиндра Фарадея для регистрации электронных токов на анод. С учетом расходимости пламенного потока из пушек длина плазменной перемычки на катоде составляла около 75 см. На рис.2.11 видно, что по мере нарастания тока захватывается всё большая область ППТ, и перед переключением тока в нагрузку он переносится через плазменные каналы ближайшего к нагрузке конца ППТ. Скорость проникновения тока в плазменную перемычку Уп, определенная по времени появления сигналов на цилиндрах Фарадея, постоянна и составляет Уп = 8.107см/с. Скорость установления магнитной самоизоляции по длине плазменной перемычки Уи, определенная по времени исчезновения сигналов на соответствующих
О О
цилиндрах Фарадея, составляет Ущ= 10 см/с и Уи2 = 3.10 см/с, соответственно, на первой и второй половине длины плазменной перемычки. Электронный ток на дальний от генератора зонд прекращается практически одновременно с появлением напряжения на ППТ и перебросом тока в нагрузку при длительности этих процессов -50 не. Из этого следует, что эффективная длина плазменной перемычки может увеличиться не более чем на -10 см, т.е. на -10%. Собственное магнитное поле в момент переключения тока в нагрузку составляет: на катоде ППТ - Н^к—^кЭ, на аноде - Нч,А=~2.2кЭ.