Energy Characteristics of Self-Sustained Subnanosecond Discharge in Hydrogen
- 作者: Ivanov S.N1, Lisenkov V.V1
-
隶属关系:
- Institute of Electrophysics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
- 期: 卷 51, 编号 6 (2025)
- 页面: 667-678
- 栏目: LOW TEMPERATURE PLASMA
- URL: https://rjonco.com/0367-2921/article/view/692872
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292125060109
- ID: 692872
如何引用文章
详细
In a wide range of pressures (10–60 atm) the energy characteristics (losses of the switched energy in the spark gap, which go to light emission, ionization, excitation and heating of the working gas during the development of plasma processes; as well as the instantaneous released power, which serves as an energy source for the above processes) of two-electrode hydrogen spark gaps of the subnanosecond range are investigated. The influence of runaway electrons on the energy characteristics of hydrogen switches is investigated. For these purposes, a modification of the reflectometry method for measuring pulse voltages in the study of subnanosecond self-sustained discharges in gas is proposed. It consists in the fact that the resistance of the plasma of the discharge gas gap, changing in time at the switching stage, is replaced by a constant resistor in those sections of the voltage oscillogram, where the characteristic ionization time exceeds the duration of the voltage pulse applied to the gap by more than an order of magnitude. This made it possible to reconstruct the trailing edge of the voltage pulse on the discharge gap, measured at the breakdown delay and breakdown stages, which is usually lost in the subnanosecond range when measuring such oscillograms due to the presence of parasitic inductance of the measuring path. The voltage and current oscillograms obtained in this way allowed us to calculate the dynamics of the power and the total energy introduced into the gas-discharge plasma.
作者简介
S. Ivanov
Institute of Electrophysics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Email: stivan@iep.uran.ru
Yekaterinburg, Russia
V. Lisenkov
Institute of Electrophysics, Ural Branch, Russian Academy of SciencesYekaterinburg, Russia
参考
- Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Автоэмиссионные и взрывные процессы в газовом разряде. Новосибирск: Наука, 1982.
- Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. Москва: Наука, 1991.
- Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. Москва: Наука, 2004.
- Рухадзе А.А., Богданкевич Л.С., Росинский С.Е., Рухлин В.Г. Физика сильноточных релятивистских электронных пучков. Москва: URSS, 2016.
- Lobanov L.N., Mesyats G.A, Osipenko E.A., et al. IEEE Electron Device Lett. 2022. Vol. 44. P. 1748. doi: 10.1109/LED.2023.3301867
- Mesyats G.A., Osipenko E.A., Sharypov K.A., et al. IEEE Electron Device Lett. 2022. Vol. 43. P. 627. doi: 10.1109/LED.2022.3155173
- Месяц Г.А., Иванов С.А., Комяк Н.И., Пеликс Е.А. Мощные наносекундные импульсы рентгеновского излучения. Москва: Энергоатомиздат, 1983.
- Цукерман В.А., Тарасова Л.В., Лобов С.И. УФН. 1971. Том 103. Стр. 319.
- Martin T.H., Guenther A.H., Kristiansen M.J.C. Martin on Pulsed Power. New York: Plenum Press, 1996.
- Ivanov S.N., Mesyats G.A., Shpak V.G. J. Instrumentation. 2011. Vol. 6. P. 05008. doi: 10.1088/1748-0221/6/05/P05008
- Benford J., Swegle J.A., Schamiloglu E. High Power Microwaves. 2nd edition. New York: Taylor and Francis, 2007.
- Ефремов А.М., Кошелев В.И., Ковальчук Б.М., Плиско В.В., Сухушин К.Н. ПТЭ. 2011. №1. Стр. 77.
- Efremov A.M., Koshelev V.I., Kovalchuk B.M., Plisko V.V., Sukhushin K.N. Laser Part. Beams. 2014. Vol. 32. P. 413.
- Ivanov S.N. Plasma Sources Sci. Technol. 2022. Vol. 31. P. 055001. doi: 10.1088/1361-6595/ac6693
- Любутин С.К., Месяц Г.А., Рукин С.Н., Словиковский Б.Г., Уймаскулов М.Р., Шпак В.Г., Шунайлов С.А., Яландин М.И. ПТЭ. 2001. №5. Стр. 80.
- Agee F.J., Scholfield D.W., Prather W., Burger J.W. Proc. of SPIE Int. Pulsed Power Conf. Albuquerque, NM, USA. 1995. Vol. 2557. P. 98.
- Mankowski J., Dickens J., Kristiansen M. IEEE Trans. Plasma Sci. 1998. Vol. 26. P. 874.
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда. 2-е изд., дополненное и переработанное. Москва: Наука, 1992.
- Иванов С.Н., Лисенков В.В. Физика плазмы. 2018. Том 44. Стр. 323. doi: 10.7868/S0367292118030046
- Ivanov S.N., Lisenkov V.V. J. Applied Phys. 2018. Vol. 124. P. 103304. doi: 10.1063/1.5024974
- Ivanov S.N., Lisenkov V.V., Mamontov Y.I. Plasma Sources Sci. Technol. 2021. Vol. 30. P. 075021. doi: 10.1088/1361-6595/abf31f
- Иванов С.Н. ДАН. 2004. Том 399. Стр. 472.
- Иванов С.Н., Лисенков В.В. ЖТФ. 2010. Том 80. Стр. 54.
- Бабич Л.П., Лойко Т.В., Цукерман В.А. УФН. 1990. Том 160. Стр. 49.
- Babich L.P. High-energy Phenomena in Electric Discharges in Dense Gases. Theory, Experiment and Natural Phenomena. ISTC Science and Technology Series. Volume 2. Arlington, Virginia: Futurepast, 2003.
- Иванов С.Н., Шарыпов К.А. Письма ЖТФ. 2016. Том 42. Стр. 102.
- Иванов С.Н., Шарыпов К.А. ЖТФ. 2015. Том 85. Стр. 64.
- Ivanov S.N. J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. Vol. 46. P. 285201. doi: 10.1088/0022-3727/46/28/285201
- Зубарев Н.М., Иванов С.Н. Физика плазмы. 2018. Том 44. Стр. 397. doi: 10.7868/S0367292118040108
- Иванов С.Н., Лисенков В.В. Физика плазмы. 2023. Том 49. Стр. 1222. doi: 10.31857/S0367292123600796
- Ivanov S.N., Lisenkov V.V. Phys. Plasmas. 2024. Vol. 31. P. 083501. doi: 10.1063/5.0217390
- Зубарев Н.М., Месяц Г.А. Письма ЖЭТФ. 2021. Том 113. Стр. 256. doi: 10.31857/S1234567821040066
- Месяц Г.А. УФН. 2006. Том 176. Стр. 1069.
- Месяц Г.А., Яландин М.И., Реутова А.Г., Шарыпов К.А., Шпак В.Г., Шунайлов С.А. Физика плазмы. 2012. Том 38. Стр. 34.
- Korolev Yu.D., Bykov N.M. IEEE Trans. Plasma Sci. 2012. Vol. 40. P. 2443. doi: 10.1109/TPS.2011.2178041
- Иванов С.Н., Шпак В.Г., Шунайлов С.А., Яландин М.И. ПТЭ. 2000. №5. Стр. 51.
- Месяц А.Г., Яландин М.И. УФН. 2005. Том 175. Стр. 225. doi: 10.3367/UFNr.0175.200503a.0225
- Yatom S., Shlapakovski A., Beilin L., Stambulchik E., Tskhai S., Krasik Y.E. Plasma Sources Sci. Technol. 2016. Vol. 25. P. 064001. doi: 10.1088/0963-0252/25/6/064001
- Lisenkov V.V., Mamontov Y.I. J. Phys.: Confer. Ser. 2018. Vol. 1141. P. 012051. doi: 10.1088/1742-6596/1141/1/012051
- Ivanov S.N., Shklyaev V.A., Grishkov A.A. J. Phys.: Confer. Ser. 2018. Vol. 1115. P. 022038. doi: 10.1088/1742-6596/1115/2/022038
补充文件
