Особенности кинетики заряженных частиц высоковольтного газового разряда в неоднородном электростатическом поле
Колпаков В.А., Кричевский С.В., Маркушин М.А.

Received: May 17, 2016

DOI: 10.7868/S0044451017010199

PDF (864.5K)

Высоковольтный газовый разряд представляет интерес как возможное средство формирования направленных потоков низкотемпературной плазмы во внеэлектродном пространстве, отличающейся своими оригинальными особенностями [e16224-1,e16224-2,e16224-3,e16224-4]. Предложена модель для расчета траекторий движения заряженных частиц высоковольтного газового разряда в азоте при давлении 0.15 Торр, существующего в неоднородном электростатическом поле, и напряженности данного поля. На основе полученных результатов расчета дополняются и уточняются обширные экспериментальные данные, касающиеся исследования особенностей такого разряда, опубликованные в работах [e16224-1,e16224-2,e16224-5,e16224-6,e16224-7,e16224-8], получено хорошее согласие теории и эксперимента. Горение разряда возникает и поддерживается за счет объемной ионизации электронным ударом, а также ионно-электронной эмиссии. Определены размеры областей поверхности катода, ответственных за реализацию указанных процессов, включая размеры осевой зоны, участвующей в формировании разряда. Основной эффект, определяющий кинетику заряженных частиц, состоит в резком уменьшении напряженности рассматриваемого поля за пределами межэлектродного пространства, что позволяет формировать в нем свободное движение зарядов с определенными энергиями и траекториями. Результаты моделирования подтверждают возможность реализации на практике сложных электродных систем, позволяющих генерировать направленные потоки плазмы при токе разряда в сотни и тысячи миллиампер и напряжении на электродах 0.3-1 кВ [e16224-3,e16224-9,e16224-10].