Внимание многих исследователей сосредоточено на изучении явлений и процессов, сопровождающих субнаносекундный пробой в газах высокого давления. Обусловлено это тем, что при высоких перенапряжениях формируется диффузный (объёмный) разряд без предварительной ионизации газа внешним источником ионизирующего излучения, чего невозможно добиться в случае использования импульсов напряжения большей (~10-7 с) длительности. Плазма такого разряда характеризуется низкой температурой газа (ТАз ~ 400 К) и высокой концентрацией электронов (Ne ~ 1014—1015 см-3).
Ввиду быстротечности процессов (распространение волн ионизации, генерация убегающих электронов и пр.), протекающих при субнаносекундный пробое, существуют технические сложности в их экспериментальном исследовании. В частности, существует необходимость в экспериментальных данных о пространственной структуре волн ионизации (стримеров), распространяющихся в промежутке, при различном давлении газов и обеих полярностях для их сопоставления с результатами теоретических исследований, что позволит глубже проникнуть в суть явления.
Целю данной работы является - получение данных о пространственной структуре волн ионизации в условиях субнаносекундного пробоя промежутка «остриё-плоскость» при различном давлении газов: Ar, N2, воздух, и обеих полярностях импульса напряжения.
Данные, полученные с использованием ICCD камеры, показывают, что при подаче наносекундных импульсов напряжения на промежуток «остриё-плоскость», в исследованных газах в диапазоне давлений 0.125-4 атм. реализуется диффузная форма разряда.
Обнаружено, что при d = 3 мм и низком давлении газов плазма появляется на расстоянии ~1 мм от острийного электрода независимо от сорта газа. На последующих этапах заполнение промежутка плазмой происходит во всех направления, в результате чего поперечные размеры плазменного образования становятся сопоставимы с его продольными размерами.
По мере роста давления газов зона инициирования постепенно смещается к вершине острийного электрода и наблюдается распространение волны ионизации (стримера). При этом поперечные размеры стримера уменьшаются с ростом давления, что может быть обусловлено уменьшением величины приведённой напряжённости электрического поля.
1. Райзер Ю. П. Физика газового разряда / Ю. П. Райзер. - 3-е изд. перераб. и доп. - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2009. - 736 с.
2. Королёв Ю. Д. Физика импульсного пробоя газов / Ю. Д. Королёв, Г. А. Месяц. - М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. - 224 с.
3. Осипов В.В. Самостоятельный объёмный разряд // Успехи физических наук. Март 2000г. Т. 170. -№3.
4. Месяц Г.А. Законы подобия в импульсных газовых разрядах // Успехи физических наук. Октябрь 2006г. Т. 176. -№10. Октябрь 2006г.
5. Gated ICCD Camera Series [Электронный ресурс] / Hamamatsu
PhotonicsK.K.2014.URL:http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/SHSS0018E_C1 1370.pdf (дата обращения 02.04.2017)
6. Superior imaging intensified CCD cameras [Электронный ресурс] / Stanford
Computer Optics, Inc.,
2014.URL:http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/SHSS0018E_C11370.pdf
7. Ultrafast Gated Camera [Электронный ресурс] / Optronis GmbH, 2014. - URL:
http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/sys/SHSS0018E C 11370.pdf (дата
обращения (18. 05. 2017)
8. Briels T. M. P. Positive and negative streamers in ambient air: measuring diameter, velocity and dissipated energy / T. M. P. Briels, J. Kos, G. J. J. Winands, E. M. van Veldhuizen, U. Ebert // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2008. - V. 41, № 23. - 234004 (20 pp).
9. Yi W. J. Experimental study of streamers in pure N2 and N2/O2 mixtures and a 13 cm gap / W. J. Yi, P. F. Williams // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2002. - V. 35, № 3. - P. 205-218.
10. Iwata T. Positive streamer propagation and breakdown characteristics in non-uniform air gap / T. Iwata, H. Kojima, N. Hayakawa, F. Endo, N. Yanagita, T. Kato, T. Rokunohe, H. Okubo // IEEE International Conference on High Voltage Engineering and Application. - 2010., October 10-14, 2010. - P. 377-380.
11. Scientific / MicroscopyCameras - SciTechPtyLtd [Электронный ресурс] http://imaginglab.hk/index.htm (дата обращения 01.06.2017)