Развитие импульсно-периодических газовых разрядов в самосогласованном электрическом поле: Электронная кинетика и производство активных частиц
Диссертация
Исследована однородность возбуждения газа в разрядном промежутке стримерной короной. Выделены две области развития разряда по длине. Область формирования стримерной вспышки характеризуется максимальной концентрацией активных частиц, практически не зависит от величины межэлектродного промежутка и определяется локальными электрическими полями вблизи высоковольтного электрода. Вторая область… Читать ещё >
Список литературы
- Королев Ю.Д., Месяц Г. А. Физика импульсного пробоя газов. -М.: Наука, 1991. Rogowski W. // Arch. Elektrotech. 20 (1928) 99.
- Non-Thermal Plasma Techniques for Pollution Control. У.'-ЦА of NATO ASI. Series G. Ed. by M. Penetrante and E. Shultheis. Berlin: Springer, 1993.
- Ретер Г. Электронные лавины и пробой в газах. -М.: Мир, 1968.
- Gao L., Akyuz М., Larsson A., Cooray V., Scuka V. Measurement of the Positive Streamer Charge // J.Oh.ys.D: Appl.Phys. 33 (2000) 1861.
- Spyrou N. Manassis C. Spectroscopic Study of a Positive Streamer in a Pomt-to-Plane Discharge in Air: Evaluation of the Electric Field Distribution // J.Phys.D: Appl.Phys. 22 (1989) 120.
- Kondo K., Ikuta N. Spatio-Temporal Gas Temperature Rise in Repetitive Positive Streamer Corona in Air /,/ J. Phys. Soc. Japan 59 (1990) 3203.
- Gilbert A., Bastien F. Fine Structure of Streamer j j J.Phys.D: Appl.Phys. 22 (1989) 1078.
- Simek M., Babicky V., Clupek M., DeBenedictis S., Dilecce G., Sunka P. Excitation o/iV2(C3IIuy and NO (A2Tj+) states in a pulsed positive corona discharge in N2, N2-O2 and N2-NO mixtures // J.Phys.D: Appl.Phys. 31 (1998) 2591.
- Александров Н.Л., Базелян Э. М. Васильев В.А. Наработка активных частиц в дымовых газах с помощью стримерного разряда в режиме перекрытия // Тезисы доклада XVII научной конференции МФТИ, г. Долгопрудный, МФТИ. 4 (1999) 149.
- Sigmond R.S. The Residual Streamer Channel: Return Stokes and Secondary Streamers j/ J. Appl. Phys. 56 (1984) 1355.
- Stritzke P., Sander I., Raether H. Spatial and Temporal Spectroscopy of a Streamer Discharge // J.Phys.D: Appl.Phys. 10 (1977) 2285.
- Kritzinger J.J. // Proc. of the 6th ICPIG, Paris, 1963. V.2. P.295.
- Knijnik A., Potapkin В., Korobtsev S., Medvedev D., Rusanov V., Shiryaevsky V. About Possible Mechanism of High Efficient Ozone Generation in Stream, er Discharge // Proc. of 14th Int. Symp. 011 Plasma Chem., Prague, 1999. V.5. P.2319.
- Thomson J.J. Researches Electricity and Magnetism. Oxford: Clarendon. (1893) 115.
- Snody L.M., Dietrich J.R., Beams J.W. Propagation of Potential in Discharge Tubes // Phys. Rev. 52 (1937) 739.
- Mitchel A. Snody L.M. Ionizing Processes in Long Discharge Tubes with Application of Lightning Mechanism // Phys. Rev. 72 (1947) 1202.
- Seholand B.F.J., Malan D.J., Collens H. // Proc. Roy. Soc. (London) A.152 (1935) 595.
- Юман M. Молния. -M.: Мир, Москва, 1972.
- Стекольников И.С. Природа длинной искры. -М: Изд-во АН СССР, 1962.
- Suzuki Т. Transition from Primary Streamer to the Arc in Positive Point-to-Plain Corona // J. Appl. Phys. 42 (1971) 3766.
- Suzuki T. // J. Appl. Phys. 44 (1973) 4534.
- Westberg R.G. // Phys. Rev. 114 (1959) 1.
- Loeb L.B. Ionizing Waves of Potential Gradient // Science. 148 (1965) 1417.
- Василяк JI.M., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н., Филюгин И. В. Высокоскоростные волны ионизации при электрическом пробое // УФН. 164 (1994) 263.
- Аникин Н.Б., Стариковская С. М. Стариковский А.Ю. Динамика профиля плотности заряда и продольной компоненты электрического поля в высокоскоростной волне ионизации /А Физика плазмы. 24 (1998) 6.
- Асиновский Э.И., Марковец В. В., Ульянов A.M. Электронно-оптические исследования волнового пробоя в длинной разрядной трубке // ТВТ. 22 (1984) 667.
- Костюченко С.В., Кудрявцев Н. Н., Стариковская С. М., Третьяков А. В., Филюгин И. В. Образование озона при пониженных давлениях в кослороде под действием высоковольтного наносекундного импульсно-периодического разряда // Хим. физика. 13 (1994) 71.
- Павловский А.И., Бабич Л. П., Лойко Т. В., Тарасова Л. В. // ТВТ. 281 (1985) 1359.
- Демидов В.И., Колоколов Н. Б., Кудрявцев А. А. Зондовыс методы исследования низкотемпературной плазмы -М.: Энергоатомиздат, 1996.
- Jdencovic B.M., Phelps A.V. Excitation of N2 in DC Electrical Discharges at Very High E/N // Phys. Rev. A. 36 (1987) 5310.
- Guo J.M., Wu J. Streamer Radius Model and Its Assessment Using Two-dimensional Models // IEEE Trans. Plasma Sci. 24 (1996) 1348.
- Kulikovsky A.A. Three-dimensional Simulation of a positive streamer in air near curved anode // Phys. Let. A. 245 (1998) 445.
- Naidis G.V. Simulation of Streamer-to-Spark Transition in Short Non-Uniform Air Gaps // J.Phys.D: Appl.Phys. 32 (1999) 2649.
- Babaeva N.Yu., Naidis G.V. Two-dimensional modelling of positive streamer dynamics in nonuniform, electric fields in air // J.Phys.D: Appl.Phys. 29 (1996) 2423.
- Wagner K.H. // Z. Physik. 189 (1966) 465.
- Frost L.S., Phelps A.V. // Phys.Rev. 127 (1962) 1621.
- Itoh Т., Musha T. /,/ J.Phys.Soc.Japan. 15 (1960) 1675.
- Лозанский Э.Д. Развитие электронных лавин и стримеров // УФН. 117 (1975) 493.
- Асиновский Э. И. Марковен В.В. Поляков Д. Н., Ульянов A.M., Филюгин И. В. О происхождении рентгеновского излучения при волновом пробое // ТВТ. 23 (1985) 606.
- Akishev Yu.S., Grushin М.Е., Deryugin A.A., Napartovich A.P., Pan’kin A.M., Trushkin N.I. Self-Oscillations of a Positive Corona in Nitrogen // J.Phys.D: Appl.Phys. 32 (1999) 2399.
- Aints M., Kudu K., Haljaste A., Plank T. Origin of Photoiomzmg Radiation in Corona Discharge in Air // J.Phys.D: Appl.Phys. 34 (2001) 905.
- Железняк М.Б., Мнацаканян A.X., Сизых С. В. Фотоионизация смесей азотл и кислорода излучением газового разряда // ТВТ. 20 (1982) 423.
- Penney G.W., Hunimert G.T. Photoionization Measurements in Air, Oxygen, and Nitrogen // J. Appl. Phys. 41 (1970) 572.
- Przybylski A. // Z.Naturforsch. 16a (1961) 1232.
- Teich Т.Н. // Z.Phys. 199 (1967) 378.
- Seguin H.J., Tulip J., Mc Ken D. C // IEEE J.Quant.Electronics. V. QE-10. (1974) 311.
- Базелян Э.М., Райзер Ю. П. Искровой разряд -М.: Изд-во МФТИ, 1997.
- Dawson G.A., Winn W.P. // Z.Phys. 183 (1965) 159
- Gallimberti I. // J.Phys.D 5 (1972) 2179
- Дьяконов М.И., Качоровский В. Ю. // ЖЭТФ. 94 (1989) 1850
- Райзер Ю.П., Симаков А. Н. Полусферическая модель стримерной головки // Физика плазмы. 22 (1996) 668.
- Синкевич О.А., Трофимов Ю. В. О механизме распространения волны пробоя по слабоио-низованной плазме в наносекундных разрядах // ДАН СССР. 249 (1979) 597.
- Синкевич О.А., Трофимов Ю. В. О быстрой ионизации длинного столба плазмы вторичной волной пробоя // ТВТ. 18 (1980) 1088.
- Лагарьков А.Н., Руткевич И. М. Волны электрического пробоя, в ограниченной плазме -М.: Наука, 1989.
- Лагарьков А.Н., Руткевич И. М. Ионизующие волны пространственного заряда // ДАН СССР. 249 (1979) 593.
- Wu С., Kunhardt Е.Е. Formation and Propagation of Streamers in N2 and N2-SFq Mixtures // Phys. Rev. A. 37 (1988) 4396.
- Коновалов В.П., Скорик М. А., Сон Э.Е. Нестационарный деградационный спектр электронов в молекулярном азоте // Физика плазмы. 18 (1992) 778.
- Коновалов В.П. Деградационный спектр электронов в азоте, кислороде и воздухе // ЖТФ. 63 (1993) 23.
- Slinker S.P., Ali A.W. Taylor R.D. High-energy electron beam deposition and plasma velocity distribution in partially ionized N2 // J.Appl.Phys. 67 (1990) 679.
- Александров Н.Л., Сон Э.Е. Энергетическое распределение и кинетические коэффициенты электронов в газах в электрическом поле / В сб.: Химия плазмы. Под ред. Смирнова Б. М. -М.: Атомиздат, 7 (1980) 35.
- Славин Б.Б., Сопин П. И. Пробой нейтрального газа ионизующими волнами градиента потенциала отрицательной полярности // ТВТ. 30 (1992) 1.
- Бабич Л. П. Куцык И.М. Численное моделирование наносекундного разряда в гелии при атмосферном давлении, развивающегося в режиме убегания электронов // ТВТ. 33 (1995) 191.
- Kunhardt Е.Е., Buszewski W.W. // Phys. Rev. A. 21 (1980) 2069.
- Boutine O.V., Kostioutchenko S.V., Krasnochub A.V., Vasilyak L.M. Propagation of Fast Ionization Wave Through Electronegative Gas (chlorine) // J.Phys.D: Appl.Phys. 33 2000. 791.
- Физические величины: Справочник. / Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. -М.: Энер-гоатомиздат, 1991.
- Anikin N.B., Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Breakdown development at high overvoltage: electric field, electronic level excitation and electron density // J.Phys.D: Appl.Phys. 31 (1998) 826.
- Starikovskaia S.M., Anikin N.B., Pancheshnyi SA’r., Zatsepin DA'. Starikovskii A.Yu. Pulsed breakdown at high overvoltage: development, propagation and energy branching // Plasma Sources Sci. Technol. 10 (2001) 344.
- Николе P. Стюарт A. / В сб.: Атомные и молекулярные процессы. -М.: Мир, 1964.
- Кузьменко Н.Е., Кузнецова Л. А., Кузяков Ю. Я. Факторы Франка-Кондона двухатомных молекул. Издательство Московского университета, 1984.
- Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Measurements of Rate Constants of the A2(C3I1U) and N^(B2T,+) Deactivation by N2, 02, H2, CO and H20 Molecules in Afterglow of the Nanosecond Discharge // Chem. Phys. Lett. 294 (1998) 523.
- Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A. Yu Colhswnal deactivation of N2{C3UU, v = 0, 1, 2, 3) states by N2, 02, H2 and H20 molecules // Chemical Physics. 262 (2000) 349.
- Guerra V., Loureiro J. Self-consistent electron and heavy-particle kinetics in a low-pressure — glow discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 6 (1997) 373.
- Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесныой плазме. М.: Наука, 1980.
- Pancheshnyi S.V., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu. Population of nitrogen molecule electron states and structure of the fast ionization wave j/ J.Phys.D: Appl.Phys. 32 (1999) 2219.
- Стариковская C.M. К вопросу о распределении энергии высоковольтного наносекундного разряда по внутренним степеням свободы газа. Диссоциация 02 // Физика плазмы. 21 (1995) 541.
- Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Yu., Zatsepin D.V. Hydrogen Oxidation in a Stoichiometric Hydrogen-Air Mixture in the Fast Ionization Wave // Combustion Theory and Modelling. 52 001) 97.
- Chen C.H., Payne M.G., Hurts G.S., Judish J.P. Kinetic Studies of N2 and N2-SF6 Following Proton Excitation // J. Chem. Phys. 65 (1976) 3863.
- Dotchen L.W., Chupp E.L., Pegg D.J. Radiative Lifetimes and Pressure Dependence of the Relaxation Rates of Some Vibronic Levels in N2, N2, CO+, and CO* j/ J. Chem. Phys. 59 (1973) 3960.
- Millet P., Salamero Y., Brunet H., Galy J., Blanc D., Teyssier J.L. De-Excitation of А2(С3ПИ-v'- 0 and 1) Levels in Mixtures of Oxygen and Nitrogen j j J. Chem. Phys. 58 (1973) 5839.
- Plain A., Jolly J. Quenching Rate Constants for N2(B2E, v' = 0,1, 2) with N2 and He // Chem. Phys. Let. Ill (1984) 133.
- Belikov А.Е., Kusnetsov O.V., Sharafutdinov R.G. The Rate of Collisional Quenching of N20+(B2?), N+{B2Y,), 0+(M), 0{3p), Ar+(4p'), Ar{4p, 4p') at the Temperature < 200 К // J. Chem. Phys. 102 (1995) 2792.
- Gat E., Gherardi N., Lemoing S., Massines F., Ricard A. Quenching rates of N2(0, v') vibrational states in N2 and He glow silent discharge // Chem. Phys. Lett. 306 (1999) 263.
- Albugues F., Birot A., Blanc D., Brunet H., Galy J., Millet P., Teyssier J.L. Destruction of the С3Пи (?/ = 0,?/ = 1) of the Nitrogen by 02, C02, СЩ, and H20 // J. Chem. Phys. 61 (1974) 2695.
- Mitchell K.B. Flourescence Efficiencies and Collisional Deactivation Rates for N2 and A^ Bands Excited by Soft X-Rays ,// J. Chem. Phys. 53 (1970) 1795.
- Neff S.H. Relative Vibrational Quenching ofN+(B2E) by N2 and He // J. Chem. Phys. 75 (1981) 4897.
- Drawin II.Y. Emard F. // Physiea 85 (1977) 333.
- Calo J.M., Axtmann R.C. Vibrational Relaxation and Electronic Quenching of the С3Пи (г/ = 1) State of Nitrogen // J. Chem. Phys. 54 (1971) 1332.
- Физико-химические процессы в газовой динамике. // Под ред. Г. Г. Черный, С. А. Лосев. Издательство Московского Государственного Университета, 1995.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Т. III. Квантовая механика. -М.: Наука, 1989.
- Радциг А.А., Смирнов Б. М. Справочник по атомной и молекулярной физике. -М.: Атомиз-дат, 1980.
- Голант В.Е., Жилинский А. П., Сахаров С. А. Основы, физики плазмы. -М.: Атомиздат, 1977.
- Phelps А.V., Pitchford L.C. Anisotropic Scattering of Electrons by N2 and its effect on electron transport // Phys. Rev. A. 31 (1985) 2932.
- Itikawa Y. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 14 (1974).
- Onda K. // J. Phys. Soc. Japan. 54 (1985) 4544.
- Schulz G.J. // Phys Rev. 135 (1964) 938.
- Boness M.J.W., Schulz G.J. // Phys. Rev. A8 (1973) 2883.
- Cartwright D.C. et al // Phys. Rev. A. 16 (1977).
- Rapp D. Englander-Golden P. // J. Chem. Phys. 43 (1965) 3260.
- Rapp D. et al // J. Chem. Phys. 42 (1965) 4081.
- Spence D., Burrow P.D. // J. Phys. B. 12 (1979) 179.
- Winters H.F. // J. Chem. Phys. 44 (1966) 1472.
- Райзер Ю.П. Физика газового разряда. -М.: Наука, 1992.
- Скубенич В.В., Запесочный И. П. Возбуждение двухатомных молекул при столкновениях с моноэнергетическими электронами // Химия высоких энергий. 9 (1975) 387.
- Borst W.I. Zipf Е. С Cross Section for Electron-Impact Excitation of the (0,0) First Negative Band of from, Thresholds to 3 keV // Phys. Rev. A. 1 (1970) 834.
- Окабе Д. Фотохимия малых молекул. Пер. с анг. -М.: Мир, 1981.
- Belasri A., Boeuf J.P., Pitchford L.C. Cathode sheath formation in a discharge-sustained XeCl laser // J.Appl.Phys. 74 (1993) 1553.
- Guo J., Wu C. Two-dimensional simulation of the nonequilibrium fluid models for streamer // IEEE Trans. Plasma Sci. 21 (1993) 684.
- Найдис Г. В. Влияние нелокальных эффектов на динамику стримеров в положительных коронных разрядах // Письма в ЖТФ. 23 (1997) 89.
- Гордеев О.А., Хмара Д. В. Пакет программ для, моделирования кинетических процессов в плазме газового разряда в приближении приведенного поля // IX Конференция по физике газового разряда. Рязань, 1998. Т.2. С. 91.
- Kunhardt Е.Е., Tzeng Y. Development of an Electron Avalanche and Its Transition into Streamer // Phys. Rev. A. 38 (1988) 1410.
- Vitello P.A., Penetrante B.M., Bardsley J.N. Multi-dimensional modelling of the dynamic morphology of streamer coronas / Non-termal plasma techniques for pollution control. Ed. by B.M. Penetrante and S.E. Schultheis (1993) P.249.
- Kulikovsky A.A. Positive streamer in a weak field in air: a moving avalanche-to-streamer transition // Phys. Rev. E. 57 (1998) 7066.
- Базелян Э.М., Райзер Ю. П. Физика молнии и молниезащиты -М.: Физматлит, 2001.
- Kulikovsky A.A. The role of photoionization in positive streamer dynamics // J.Phys.D: Appl.Phys. 33 (2000) 1514.
- Dutton J. A Survey of Electron Swarm Data /7 J.Phys.Chem.Ref.Data. 4 (1975) 577.
- Gallaher J.W., Beaty E.C., Dutton J., Pitchford L.C. // J.Phys.Chem.Ref.Data. 1983. V.12. P.109.
- Odrobina I., Cernak M. Numerical, simulation of streamer-cathode interaction // J. Appl. Phys. 78 (1995) 3635.1251 Boeuf J.P. /./ Phys.Rev.A 1987. .26. P.2782.
- Bayle P., Cornebois В. Propagation of ionizing electron shock waves in electrical breakdown // Phys. Rev. A. 31 (1985) 1046.
- Kunhardt E.E., Wu J., Penetrante B. Nonequilibrium macroscopic descriptions of electrons in weakly ionized gases // Phys.Rev.A. 37 (1988) 1654.
- Kanzari Z., Yousfi M., Hamani A. Modeling and basic data for streamer dynamics in N2 and 02 discharges j I J.Appl.Phys. 84 (1998) 4161.
- Aleksandrov N.L., Kochetov I.V. Electron rate coefficients in gases under non-uniform field and electron density conditions j j J.Phys.D: Appl.Phys. 29 (1996) 1476.
- Александров Н. Л. Базелян Э.М., Кочетов И. В., Охримовский A.M. Скорости неупругих процессов в переменном электрическом поле в воздухе //' Физика плазмы. 24 (1998) 662.