ОСОБЕННОСТИ УБЕГАНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ В ГАЗОВОМ ПРОМЕЖУТКЕ С КОНИЧЕСКИМ КАТОДОМ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Анализируются условия и динамика убегания электронов в газовом промежутке с неоднородным распределением электрического поля, обусловленным использованием конического катода. Выявлены существенные отличия в поведении электронов при углах раствора конуса больших и меньших порогового значения в 98.6 градуса. Для слабо-неоднородного распределения поля (конусы с превышающими порог углами) электроны непрерывно ускоряются во всем промежутке. В сильно-неоднородном поле (конусы со сравнительно малыми углами раствора) электроны могут достигать максимальной энергии внутри промежутка, а в прианодной области начать тормозиться. При этом они попадают на анод с высокими энергиями, сопоставимыми с работой электрического поля. Такое различие приводит к необходимости использования различных критериев убегания свободных электронов в газовом промежутке.

Об авторах

Н. М. Зубарев

Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук; Физический институт им. П.Н. Лебедева
Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: nick@iep.uran.ru
Россия, Екатеринбург; Россия, Москва

О. В. Зубарева

Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук

Email: nick@iep.uran.ru
Россия, Екатеринбург

М. И. Яландин

Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук; Физический институт им. П.Н. Лебедева
Российской академии наук

Email: nick@iep.uran.ru
Россия, Екатеринбург; Россия, Москва

Список литературы

  1. Dreicer H. Electron and ion runaway in a fully ionized gas // Phys. Rev. 1959. V. 115. № 2. P. 238–249. https://doi.org/10.1103/PhysRev.115.238
  2. Гуревич А.В. К теории эффекта убегающих электронов // ЖЭТФ. 1960. Т. 39. № 5. С. 1296–1307.
  3. Станкевич Ю.Л., Калинин В.Г. Быстрые электроны и рентгеновское излучение в начальной стадии развития импульсного искрового разряда в воздухе // ДАН СССР. 1967. Т. 177. № 1. С. 72–73.
  4. Месяц Г.А., Бычков Ю.И., Кремнев В.В. Импульсный наносекундный электрический разряд в газе // УФН. 1972. Т. 107. № 6. С. 201–228. https://doi.org/10.3367/UFNr.0107.197206b.0201
  5. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Цукерман В.А. Высоковольтный наносекундный разряд в плотных газах при больших перенапряжениях, развивающийся в режиме убегания электронов // УФН. 1990. Т. 160. № 7. С. 49–82. https://doi.org/10.3367/UFNr.0160.199007b.0049
  6. Месяц Г.А., Яландин М.И., Реутова А.Г., Шарыпов К.А., Шпак В.Г., Шунайлов С.А. Пикосекундные пучки убегающих электронов в воздухе // Физика плазмы. 2012. Т. 38. № 1. С. 34–51.
  7. Naidis G.V., Tarasenko V.F., Babaeva N.Yu., Lomaev M.I. Subnanosecond breakdown in high-pressure gases // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. № 1. P. 013001. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aaa072
  8. Mesyats G.A., Yalandin M.I., Zubarev N.M., Sadykova A.G., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Ulmasku-lov M.R., Zubareva O.V., Kozyrev A.V., Semeniuk N.S. How short is the runaway electron flow in an air electrode gap? // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 116. № 6. P. 063501. https://doi.org/10.1063/1.5143486
  9. Бабич Л.П., Лойко Т.В., Родигин А.В. Излучение Вавилова−Черенкова субнаносекундного импульса убегающих электронов, генерируемого разрядом в открытой атмосфере // ДАН. 2014. Т. 457. № 6. С. 646–649.
  10. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Бураченко А.Г., Белоплотов Д.В., Козырев А.В. Свечение полиметилметакрилата под воздействием пучков убегающих электронов, формируемых в газовом диоде // ДАН. 2016. Т. 471. № 2. С. 150–153.
  11. Яландин М.И., Соломонов В.И., Спирина А.В., Шунайлов С.А., Шарыпов К.А., Макарова А.С., Лип-чак А.И. Специфика импульсной катодолюминесценции при возбуждении электронным пучком наносекундной и субнаносекундной длительности // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2023. Т. 508. С. 19–26. https://doi.org/10.31857/S2686740023010121
  12. Лисенков В.В., Иванов С.Н., Мамонтов Ю.И., Тихонов И.Н. Численное исследование убегания электронов в усиленном поле около микроострия // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 12. С. 1912–1915. https://doi.org/10.21883/JTF.2018.12.46798.68-18
  13. Bakhov K.I., Babich L.P., Kutsyk I.M. Temporal characteristics of runaway electrons in electron-neutral collision-dominated plasma of dense gases. Monte Carlo calculations // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. V. 28. № 4. P. 1254–1262. https://doi.org/10.1109/27.893314
  14. Peterson L.R., Green A.E.S. The relation between ionization yields, cross sections and loss functions // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1968. V. 1. № 6. P. 1131–1140. https://doi.org/10.1088/0022-3700/1/6/317
  15. Mesyats G.A., Osipenko E.A., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Yalandin M.I., Zubarev N.M. An ultra-short dense paraxial bunch of sub-relativistic runaway electrons // IEEE Electron Device Lett. 2022. V. 43. № 4. P. 627–630. https://doi.org/10.1109/LED.2022.3155173
  16. Yalandin M.I., Sadykova A.G., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Zubareva O.V., Zubarev N.M. Features of the secondary runaway electron flow formed in an elongated, atmospheric pressure air gap // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 103505. https://doi.org/10.1063/5.0024785
  17. Тарасенко В.Ф., Белоплотов Д.В., Сорокин Д.А. Длительность пучка убегающих электронов при субнаносекундном фронте импульса напряжения // ЖТФ. 2022. Т. 92. № 5. С. 694–703. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.05.52373.317-21
  18. Zubarev N.M., Yalandin M.I., Mesyats G.A., Baren-golts S.A., Sadykova A.G., Sharypov K.A., Shpak V.G., Shunailov S.A., Zubareva O.V. Experimental and theoretical investigations of the conditions for the generation of runaway electrons in a gas diode with a strongly nonuniform electric field // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 284003. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac90a
  19. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Белоплотов Д.В., Бураченко А.Г., Костыря И.Д., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Сорокин Д.А. О параметрах пучков убегающих электронов и об электронах с “аномальной” энергией при субнаносекундном пробое газов атмосферного давления // Письма в ЖЭТФ. 2015. Т. 102. № 6. С. 388–392. https://doi.org/10.7868/S0370274X1518006X
  20. Bethe H. Zur theorie des durchgangs schneller korpuskularstrahlen durch materie // Ann. Phys. 1930. V. 397. № 3. P. 325–400. https://doi.org/10.1002/andp.19303970303
  21. Taylor G.I. Disintegration of water drops in an electric field // Proc. R. Soc. London, Ser. A. 1964. V. 280. № 1382. P. 383–397. https://doi.org/10.1098/rspa.1964.0151
  22. Зубарев Н.М. Формирование конических острий на поверхности жидкого металла в электрическом поле // Письма в ЖЭТФ. 2001. Т. 73. № 10. С. 613–617.
  23. Yatom S., Shlapakovski A., Beilin L., Stambulchik E., Tskhai S., Krasik Y.E. Recent studies on nanosecond-timescale pressurized gas discharges // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. № 6. P. 064001. https://doi.org/10.1088/0963-0252/25/6/064001
  24. Zubarev N.M., Kozhevnikov V.Yu., Kozyrev A.V., Mesyats G.A., Semeniuk N.S., Sharypov K.A., Shunai-lov S.A., Yalandin M.I. Mechanism and dynamics of picosecond radial breakdown of a gas-filled coaxial line // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. № 12. P. 125008. https://doi.org/10.1088/1361-6595/abc414
  25. Ivanov S.N., Lisenkov V.V., Mamontov Yu.I. Streak investigations of the dynamics of subnanosecond discharge developing in nitrogen at a pressure of 6 atm with the participation of runaway electrons // Plasma Sources Sci. Technol. V. 30. № 7. P. 075021. https://doi.org/10.1088/1361-6595/abf31f

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (48KB)
Метаданные
3.

Скачать (67KB)
Метаданные
4.

Скачать (62KB)
Метаданные

© Н.М. Зубарев, О.В. Зубарева, М.И. Яландин, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах