1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 5, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 5, стр. 397-406

Феноменология сильноточного разряда в азоте и гелии при среднем давлении между двух электродов рельсовой геометрии

Ю. С. Акишев a, *, Т. С. Алексеева a, В. Б. Каральник a, А. В. Петряков a

a ГНЦ РФ “Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований”
Москва, Россия

* E-mail: akishev@triniti.ru

Поступила в редакцию 03.11.2022
После доработки 19.12.2022
Принята к публикации 26.12.2022

Аннотация

Плазменные ускорители, которые формируют высокоскоростные плазменные струи за счет силового воздействия собственного магнитного поля, работают при больших токах. Из-за этого на их электродах могут возникать токовые пятна с высокой плотностью тока, которые приводят к эрозии электродов и ограничивают срок их службы. В данной работе исследуются токовые режимы плазменного ускорителя как без токовых пятен, так и с токовыми пятнами на электродах. В последнем случае была исследована динамика токовых пятен в процессе ускорения плазмы. Этот вопрос был изучен на примере сильноточного (I ≤ 25 кА) импульсного разряда, создаваемого между двумя длинными (l = 30 см) и параллельными электродами из нержавеющей стали цилиндрической формы диаметром 10 мм. Использовались два расстояния между осями цилиндров, h = 30 и 22 мм. Были исследованы две конфигурации зоны разряда. В одном из них зона разряда не ограничена боковыми диэлектрическими стенками. В другом случае зона разряда ограничена прозрачными диэлектрическими стенками, расположенными на расстоянии 12 мм. Сильноточный разряд был исследован в азоте и гелии при давлениях от 4 до 50 Торр. Большой ток был обеспечен за счет разряда конденсаторной батареи C = 1000 мкФ, заряженной до напряжения U ≤ 5 кВ. Разряд инициировался локально на одном конце электродов, а затем образовавшаяся плазма быстро перемещалась к противоположному концу под сильным силовым воздействием собственного магнитного поля. В конце концов, плазменный сгусток вылетает из зоны разряда.

Ключевые слова: сильноточный разряд рельсовой геометрии в азоте и гелии, движение плазменного сгустка, высокоскоростные плазменные струи

Список литературы

  1. Morozov A.I. // Nuclear Fusion, Special suppl. 1969. P. 111–119.

  2. Morozov A.I. Introduction in plasmadynamics. M.: FIZMATLIT. 2006. P. 576.

  3. Kesaev I.G. Cathode Processes of Electric Arc. Moscow: Nauka, 1968.

  4. Mesyats G.A., Korolev Yu.D. // Usp. Fiz. Nauk. 1986. V. 148. P. 101–122.

  5. Korolev Yu.D., Matveev I.B. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. P. 2507–2513.

  6. Korolev Yu.D., Frants O.B., Landl N.V., Geyman V.G., Matveev I.B. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2007. V. 35. P. 1651–1657.

  7. Korolev Yu.D., Frants O.B., Landl N.V., Geyman V.G., Matveev I.B. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2009. V. 37. P. 586–592.

  8. Akishev Yu., Karalnik V., Kochetov I., Napartovich A., Trushkin N. // Plasma Sources Sci. Technol. 2014. V. 23. P. 054013 https://doi.org/10.1088/0963-0252/23/5/054013

  9. Klimov N.S., Podkovyrov V.L., Zhitlukhin A.M., Safro-nov V.M., Kovalenko D.V., Moskacheva A.A., Poz-nyak I.M. // Problems of Atomic Science and Technology Series Thermonuclear Fusion. 2009. V. 32. № 2. P. 52–61.

  10. Kovalenko D.V., Klimov N.S., Zhitlukhin A.M., Muzychenko A.D., Podkovyrov V.L., Safronov V.M., Yaroshevskaya A.D. // Problems of Atomic Science and Technology Series Thermonuclear Fusion. 2014. V. 37. № 4. P. 39–48.

  11. Garkusha I.E., Solyakov D.G., Chebotarev V.V., Ma-khay V.A., Kulik N.V. // Plasma Physics Reports. 2019. № 5. P. 166.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал