Феноменология сильноточного разряда в азоте и гелии при среднем давлении между двух электродов рельсовой геометрии

Акишев Ю. С.; Алексеева Т. С.; Каральник В. Б.; Петряков А. В.

doi:10.31857/S036729212360019X

Феноменология сильноточного разряда в азоте и гелии при среднем давлении между двух электродов рельсовой геометрии

Authors: Акишев Ю.¹, Алексеева Т.¹, Каральник В.¹, Петряков А.¹
Affiliations:
1. ГНЦ РФ “Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”
Issue: Vol 49, No 5 (2023)
Pages: 397-406
Section: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
URL: https://journals.rcsi.science/0367-2921/article/view/139575
DOI: https://doi.org/10.31857/S036729212360019X
EDN: https://elibrary.ru/VFECJJ
ID: 139575

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Плазменные ускорители, которые формируют высокоскоростные плазменные струи за счет силового воздействия собственного магнитного поля, работают при больших токах. Из-за этого на их электродах могут возникать токовые пятна с высокой плотностью тока, которые приводят к эрозии электродов и ограничивают срок их службы. В данной работе исследуются токовые режимы плазменного ускорителя как без токовых пятен, так и с токовыми пятнами на электродах. В последнем случае была исследована динамика токовых пятен в процессе ускорения плазмы. Этот вопрос был изучен на примере сильноточного (I ≤ 25 кА) импульсного разряда, создаваемого между двумя длинными (l = 30 см) и параллельными электродами из нержавеющей стали цилиндрической формы диаметром 10 мм. Использовались два расстояния между осями цилиндров, h = 30 и 22 мм. Были исследованы две конфигурации зоны разряда. В одном из них зона разряда не ограничена боковыми диэлектрическими стенками. В другом случае зона разряда ограничена прозрачными диэлектрическими стенками, расположенными на расстоянии 12 мм. Сильноточный разряд был исследован в азоте и гелии при давлениях от 4 до 50 Торр. Большой ток был обеспечен за счет разряда конденсаторной батареи C = 1000 мкФ, заряженной до напряжения U ≤ 5 кВ. Разряд инициировался локально на одном конце электродов, а затем образовавшаяся плазма быстро перемещалась к противоположному концу под сильным силовым воздействием собственного магнитного поля. В конце концов, плазменный сгусток вылетает из зоны разряда.

Keywords

сильноточный разряд рельсовой геометрии в азоте и гелии, движение плазменного сгустка, высокоскоростные плазменные струи

References

Morozov A.I. // Nuclear Fusion, Special suppl. 1969. P. 111–119.
Morozov A.I. Introduction in plasmadynamics. M.: FIZMATLIT. 2006. P. 576.
Kesaev I.G. Cathode Processes of Electric Arc. Moscow: Nauka, 1968.
Mesyats G.A., Korolev Yu.D. // Usp. Fiz. Nauk. 1986. V. 148. P. 101–122.
Korolev Yu.D., Matveev I.B. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. P. 2507–2513.
Korolev Yu.D., Frants O.B., Landl N.V., Geyman V.G., Matveev I.B. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2007. V. 35. P. 1651–1657.
Korolev Yu.D., Frants O.B., Landl N.V., Geyman V.G., Matveev I.B. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2009. V. 37. P. 586–592.
Akishev Yu., Karalnik V., Kochetov I., Napartovich A., Trushkin N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2014. V. 23. P. 054013 https://doi.org/10.1088/0963-0252/23/5/054013
Klimov N.S., Podkovyrov V.L., Zhitlukhin A.M., Safro-nov V.M., Kovalenko D.V., Moskacheva A.A., Poz-nyak I.M. // Problems of Atomic Science and Technology Series Thermonuclear Fusion. 2009. V. 32. № 2. P. 52–61.
Kovalenko D.V., Klimov N.S., Zhitlukhin A.M., Muzychenko A.D., Podkovyrov V.L., Safronov V.M., Yaroshevskaya A.D. // Problems of Atomic Science and Technology Series Thermonuclear Fusion. 2014. V. 37. № 4. P. 39–48.
Garkusha I.E., Solyakov D.G., Chebotarev V.V., Ma-khay V.A., Kulik N.V. // Plasma Physics Reports. 2019. № 5. P. 166.