Оптические исследования предпробивных явлений в воде в наносекундном диапазоне.

• Автор: Яншин, Эдуард Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1977
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 129 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение Ъ

2. Состояние вопроса и постановка задачи .

3. Экспериментальная установка .

3.1. Генератор высоковольтных импульсов .

3.2. Фоторегистратор Канал .

3.3. Остальные элементы схемы

3.4. Возможности схемы фоторегистрации

3.3. Методика изучения динамики изменения

спектра пропускания воды .

3.6. Методика исследования распределения предпробивных полей в воде с помощью эффекта Керра
3.7. Объект исследования
4. Экспериментальные результаты .
4.1. Распределение предпробивных полей в плоском промежутке
4.2. Оптические исследования начальных стадий
. .
разряда с анода в резконеоднородом поле
4.3. Оптические исследования разряда с
остри катод .
4.4. Динамика релаксации оптической неоднородности
4.3. Исследование предпробивных полей вблизи острия в системе электродов остри плоскость
5. Обсуждение экспериментальных результатов .
5.1. Природа оптической неоднородности
5.2. Механизм движения положительных носителей
5.3. Механизм разряда с анода
5Л. Физическая картина разряда с катода .
6. Заключение
Литература


Механизм пробоя представлялся следующим //: "Начальные электроны возникают на катоде,. Ускоряясь в приложенном поле они приобретают энергию достаточную для ионизации и последующего размножения в объеме жидкости. Одновременно должен аффективно протекать процесс диссоциации воды с выделением свободного водорода. Если скорость его выделения превышает скорость растворения, в жидкости начнут образовываться пузыри". Предполагалось, что в эксперименте была зарегистрирована конечная стадия формирования газовой полости вблизи анода м возникновения в ней пробоя. I. напряженность поля Е = 0 кВ/ом недостаточна для лавинного размножения электронов в воде. Сек, (2. Е = 0 кВ/см. ИГ* ом2/Всек /2. Поэтому, оледуя рассматриваемой гипотезе, оказывается необходимым предположить, что подвижность электронов в воде при Е г 0 кВ/ом возрастает более чем в * раз. ИГ* ом2/Всек. Таким образом, раоомотревннй механизм содержит значительные противоречия и не объясняет почему, собственно, разряд развивается преимущественно с анода. Отождествление оптической неоднородности с газовой макрополостью является овибочным, поскольку при разумных условиях невозможно, чтобы газовая полость раомнрялвсь в воде со скоростью Ю7 ом/сек (окорость расширения оптической неоднородности по данным //), т. Первоначально на аноде возникала оптическая неоднородность, которая, по мнению авторов, являлась микро-пузырьком с поперечным размером г мкм. Этот пузырек со временем удлинялся к катоду и когда его длина достигала 0 т 0 мкм в нем возникали ионизационные явления. С этого момента начиналась вторая стадия разряда, которая имела вид Стримера, переходящего в лидерный канал”. Авторами отмечалось, что механизм возникновения пузырьков на аноде остается неяояым. Однако ввеиний вид оптичеокой неоднородности, приведенный на фотографии в работе /I/, не соответствует обычным представлениям о пузырьке. Область воэмуцения имеет тонкую структуру и выделяются отдельные ветви, диаметр которых, как можно определить из снимка, ооставдяет несколько микрон. Учитывая это, а также неясности в механизме возникновения оптической неоднородности, отождествление зоны возмущения о пузырьком выглядит недостаточно обоснованным. Волн принять за основу концепцию ударной ионизации, то для объяснения преимущественного разряда с ввода н плоском промежутке оказываетоя необходимым привлечь представления теории Брэга, Шарбо и Кроу //. Согласно этой теории при выоокой эммитирующей способности катода в промежутке возникает отрицательный объемный заряд, ослабляющий поле у катода и усиливающий его у анода. В результате этого поде у анода может достигать величины Еа~1«5 Еср. В сек. Если такое пола окажется достаточным для лавинного размножения электронов по механизму ударной ионизации« то разряд начнет развиватьоя с анода. Экспериментальные данные о перераспределении поля в промежутке за счет эмиссии с катода "быстрых" электронов отсутствуют. Известные результаты /, / о перераспределении поля не могут служить критерием справедливости теории Брэга, Шарбо и Кроу, поскольку наблюдаемые в этих работах эффекты были обусловлены ионной проводимостью нитробензола и проявлялись лишь при длительном воздействии напряжения. При этом установившееся поле было максимальным у к а т о-д а, спадало в центральной части промежутка и насколько возрастало у анода. Средняя напряженность поля в этих экспериментах не превымвда Ю5 В/см. Поскольку гипотеза Брага, Шарбо и Кроу являетоя единственным разумным объяснением эффекта полярности с позиций теории ударной ионизации, кроме того, представления о перераспределении поля использовались при объяснении результатов в работах /6, , /, возникает необходимость в экспериментальной проверке этой теормм. По мнению авторов /6, / оптическая неоднородность, природа которой обсуждалась выше, не была связана с нарушением фазовой однородности жидкости, а была вызвана изменением показателя преломления воды под действием поля. В работах /6, / регмотрмровалооь только собственное свечение разрядных процвооов. Оптические неоднородности не иоследовались.