Том 28, номер 07, статья № 9

Аннотация:

Исследован пробой, инициируемый пучком убегающих электронов, в неоднородном электрическом поле в воздухе атмосферного давления. При подаче на промежуток длиной 18 мм импульсов напряжения амплитудой порядка 200 кВ в ряде импульсов с вероятностью не более 10% в центре промежутка на фоне диффузного разряда наблюдались яркие плазменные образования. По виду свечение наблюдаемых образований напоминает свечение искрового канала. Зарегистрирован временной ход интенсивности излучения плазмы разряда при наличии ярких образований и без них. Установлено, что излучение яркого образования начинает регистрироваться при уменьшении тока разряда и имеет интенсивность на порядок меньшую, чем максимальная интенсивность излучения диффузного разряда. Подобная форма разряда зарегистрирована в импульсно-периодическом наносекундном разряде. На промежуток длиной 6 мм подавались наносекундные импульсы напряжения амплитудой 10–15 кВ. Частота следования импульсов составляла примерно 400 Гц. Появление яркого образования в виде фрагмента искры на фоне диффузного разряда обусловлено генерацией убегающих электронов и перераспределением тока разряда по поперечному сечению плазмы при уменьшении тока через промежуток. Предполагается, что зарегистрированная форма разряда является аналогом четочной молнии, наблюдаемой в атмосфере Земли

Ключевые слова:

пробой воздуха атмосферного давления в неоднородном электрическом поле, экспериментальное моделирование четочной молнии, убегающие электроны

Список литературы:

1. Барри Дж. Шаровая молния и четочная молния. М.: Мир, 1983. 288 с.
2. Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. М.: Научный мир, 1996. 264 с.
3. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит, 2001. 320 с.
4. Rakov V.A., Uman M.A. Lightning: Physics and Effects. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2003. V. 1. 698 p.
5. Аланакян Ю.Р. Природа четочной молнии. О структуре канала линейной молнии // Докл. РАН. 2009. Т. 425, № 3. С. 328–330.
6. Битюрин В.А., Великодный В.Ю., Самуолис И.А. Исследование свойств эрозионного разряда в газодисперсном потоке // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35, вып. 21. С. 61–68.
7. Высикайло Ф.И., Ершов А.П., Кузьмин М.И., Тивков А.С., Чекалин Б.В. Особенности переноса тока в разряде в поперечном сверхзвуковом потоке газа при формировании цилиндрических, кумулятивных структур (плазмоидов) // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2007. № 5. С. 1–31.
8. Ludwig G.O., Saba M.M.F. Bead lightning formation // Phys. Plasm. 2005. V. 12. 093509 (15 p.).
9. Бойченко А.М. К вопросу о природе четочных молний // Физ. плазмы. 1996. Т. 22, № 11. С. 1012–1016.
10. Tarasenko V.F., Baksht E.Kh., Burachenko A.G., Kostyrya I.D., Lomaev M.I., Rybka D.V. Generation of supershort avalanche electron beams and formation of diffuse discharges in different gases at high pressure // Plasma  Devices  Oper.  2008.  V. 16,  N 4.  P. 267–298.
11. Тарасенко В.Ф., Костыря И.Д., Рыбка Д.В. Пробой в воздухе атмосферного давления при наносекундной длительности импульса напряжения за счет убегающих электронов // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 1. С. 103–108.
12. Runaway Electrons Preionized Diffuse Discharges / Ed. by V.F. Tarasenko. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2014. 598 p.
13. Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Сорокин Д.А., Тарасенко В.Ф., Кривоногова К.Ю. Излучательные характеристики азота при возбуждении объемным разрядом, инициируемым пучком убегающих электродов // Оптика и спектроскопия. 2009. Т. 107,  № 1. С. 40–47.
14. Shao T., Tarasenko V.F., Zhang C., Lomaev M.I., Sorokin D.A., Jan P., Kozyrev A.V., Baksht E.Kh. Spark discharge formation in an inhomogeneous electric field under conditions of runaway electron generation // Appl. Phys. 2012. V. 111. 023304 (10 p).
15. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И., Рыбка Д.В., Сорокин Д.А. Переход от диффузного к искровому разряду при наносекундном пробое азота и воздуха повышенного давления в неоднородном электрическом поле // Ж. техн. физ. 2013. Т. 83, вып. 8. С. 29–35.
16. Бакшт Е.Х., Тарасенко В.Ф., Шутько Ю.В., Ерофеев М.В. Точечный источник УФ-излучения с малой длительностью импульса // Квант. электрон. 2012. Т. 42, № 2. С. 153–156.
17. Тарасенко В.Ф., Белоплотов Д.В., Ломаев М.И. О природе излучения голубых и зеленых струй в лабораторных разрядах, инициируемых пучком убегающих электронов // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 4. С. 349–353.
18. Гуревич А.В., Зыбин К.П. Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы // Успехи физ. наук. 2001. Т. 171, № 11. C. 1177–1199.
19. Dwyer J.R., Rassoul H.K., Al-Dayeh M., Caraway L., Chrest A., Wright B., Kozak E., Jerauld J., Uman M.A., Rakov V.A., Jordan D.M., Rambo K.J. X-ray bursts associated with leader steps in cloud-to-ground lightning // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. L01803 (4 p).
20. Hazelton B.J., Grefenstette B.W., Smith D.M., Dwyer J.R., Shao X.M., Cummer S.A., Chronis T., Lay E.H., Holzworth R.H. Spectral dependence of terrestrial g-ray flashes on source distance // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. L01108 (5 p).
21. Рыбка Д.В., Андроников И.В., Евтушенко Г.С., Козырев А.В., Кожевников В.Ю., Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Тригуб М.В., Шутько Ю.В. Коронный разряд в воздухе атмосферного давления при модулированном импульсе напряжения длительностью 10 мс // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 1. С. 85–90.
22. Тарасенко В.Ф., Костыря И.Д. Генерация убегающих электронов и рентгеновского излучения при пробое воздуха атмосферного давления импульсами напряжения с фронтом ~0,5 мкс // Физ. плазмы. 2015. Т. 41, № 3. С. 294–299.