OSOBENNOSTI RAZVITIYa TOKA V NAChAL'NOY STADII PROBOYa V EPTRONE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Проведены экспериментальные и расчетно-теоретические исследования начальной стадии пробоя в эптроне — коммутационном устройстве с разрядной структурой на основе капиллярного разряда с плазменным катодом. Показано, что вследствие различных механизмов создания плазмы в капилляре и плазменном катоде разряд в общем случае развивается в две стадии, что затрудняет получение субнаносекундных времен коммутации. Искусственное повышение концентрации плазмы в плазменном катоде за счет увеличения частоты следования импульсов, энергии импульса вспомогательного разряда сближает обе стадии, что позволяет получать субнаносекундные времена коммутации со скоростью нарастания тока до 700 А/нс при напряжении до 25 кВ и частоте следования импульсов до 100 кГц.

References

  1. Bokhan P.A., Gugin P.P., Lavrukhin M.A., Zakrevsky Dm.E. A High-voltage Subnanosecond Sharpener Based on a Combination of ‘Open’ and Capillary Discharges // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 364001.
  2. Bokhan P.A., Belskaya E.V., Gugin P.P., Lavrukhin M.A., Zakrevsky D.E., Schweigert I.V. Investigation of the Characteristics and Mechanism of Subnanosecond Switching of a New Type of Plasma Switches. II Switching Devices Based on a Combination of ‘Open’ and Capillary Discharges – Eptrons // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 084001.
  3. Bokhan P.A., Gugin P.P., Kim V.A., Lavrukhin M.A., Zakrevsky D.E. Switching Devices – Eptron with 100 kV Operating Voltage and Sub-nanosecond Switching Times // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1393. P. 012038.
  4. Bokhan P.A., Gugin P.P., Lavrukhin M.A., Zakrevsky D.E., Schweigert I.V. Pulse-periodic Gas Discharge in Atmospheric Pressure Helium with Nanosecond Excitation Fronts // Phys. Plasmas. 2023. V. 30. P. 103506.
  5. Бохан П.А., Гугин П.П., Закревский Д.Э., Лаврухин М.А. Высоковольтный генератор импульсов с удвоением напряжения и частотой до 300 кГц // ПТЭ. 2025. № 5. С. 76.
  6. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Филюгин И.В. Высокоскоростные волны ионизации при электрическом пробое // УФН. 1994. Т. 164. С. 263.
  7. Babich L.P. High-energy Phenomena in Electric Discharges in Dense Gases: Theory, Experiment and Natural Phenomena. Arlington, Virginia: Futurepast Inc., 2003. P. 353.
  8. Ашурбеков Н.А., Иминов К.О., Шахсинов Г.Ш., Рамазанов А.Р. Роль высокоэнергетичных электронов при формировании нестационарных оптических спектров излучения и пропускания плазмы за фронтом высокоскоростных волн ионизации // ТВТ. 2015. Т. 53. № 5. С. 664.
  9. Ашурбеков Н.А., Закарьяева М.З., Иминов К.О., Рабаданов К.М., Шахсинов Г.Ш. Динамика развития ионизационных фронтов и распределения плотности основных параметров плазмы в наносекундном разряде с протяженным полым катодом в аргоне // ТВТ. 2022. Т. 60. № 6. С. 813.
  10. Dias T.C., Guerra V. Are Local-field and Local-energy Approximations Appropriate for Modeling Nanosecond Discharges? // J. Phys. D: Appl. Phys. 2025. V. 58. P. 185204.
  11. Швейгерт В.А., Жиляев М.И., Швейгерт И.В. Моделирование моносилановой плазмы ВЧ-разряда // ПМТФ. 1994. Т. 35. С. 13.
  12. Cramer W.H., Simons J.H. Elastic and Inelastic Scattering of Low-velocity He+ Ions in Helium // J. Chem. Phys. 1957. V. 26. P. 1272.
  13. Okasaka R., Konishi Y., Sato Y., Fukuda K. Excitation Cross Section in He+–He Collisions. I. Excitation Function and Potential Curve Crossing // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1987. V. 20. P. 3771.
  14. Gilbody H.B., Hasted J.B. Ionization by Positive Ions // Proc. R. Soc. 1957. V. 240. P. 382.
  15. Jordan J.E., Amdur I. Scattering of High-velocity Neutral Particles. XIV. He–He Interaction Below 1.1 Å // J. Chem. Phys. 1967. V. 46. P. 165.
  16. Kempter V., Veith F., Zehnle L. Excitation Processes in Low-energy Collisions Between Ground State Helium Atoms // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1975. V. 8. P. 1041.
  17. Hayden H.C., Utterback N.G. Ionization of Helium, Neon, and Nitrogen by Helium Atoms // Phys. Rev. 1964. V. 135. P. A1575.
  18. Бохан П.А., Закревский Дм.Э. Состояние поверхности и эмиссия электронов с холодных катодов в вакууме и в тлеющем разряде в благородных газах // ЖТФ. 2007. Т. 77. № 1. С. 109.
  19. Швейгерт И.В., Александров А.Л., Бохан П.А., Закревский Дм.Э. Пробой в гелии в высокочастотном открытом разряде с наносекундным фронтом нарастания тока // Физика плазмы. 2016. Т. 42. № 7. С. 658.
  20. Бохан П.А., Гугин П.П., Закревский Д.Э., Лаврухин М.А. Исследование свойств аномального тлеющего разряда с генерацией электронных пучков в гелии, кислороде и азоте // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 11. С. 1022.
  21. Bokhan P.A., Lavrukhin M.A. and Zakrevsky D.E. Influence of the Cathode Region Preionization on the Operating Parameters of the Eptron // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2064. P. 012125.
  22. Schweigert I.V., Hopkins M.M., Barnat E., Keidar M. Controlling the Breakdown Delay Time in Pulsed Gas Discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 03LT01.
  23. Ashurbekov N.A., Iminov K.O., Shakhsinov G.S., Popov O.A. Current Self-limitation in a Transverse Nanosecond Discharge with a Slotted Cathode // Plasma Sci. Technol. 2017. V. 19. P. 035401.
  24. Levko D. Current Self-limitation of the Nanosecond Hollow Cathode Discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2017. V. 50. P. 325203.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».