Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 4 » Статья стр. 589
<<<>>>
Формирование двух импульсов тока пучка убегающих электронов
DOI: 10.21883/JTF.2021.04.50621.292-20
Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ), 20-02-00733
Белоплотов Д.В. 1, Тарасенко В.Ф. 1, Сорокин Д.А. 1, Шкляев В.А. 1
1Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия
Email: rff.qep.bdim@gmail.com, VFT@loi.hcei.tsc.ru, SDmA-70@loi.hcei.tsc.ru
Поступила в редакцию: 14 октября 2020 г.
В окончательной редакции: 17 ноября 2020 г.
Принята к печати: 19 ноября 2020 г.
Выставление онлайн: 15 декабря 2020 г.
PDF версия
Исследованы условия формирования двух импульсов тока пучка убегающих электронов при пробое промежутков острие-плоскость и трубка-плоскость в воздухе, азоте и гелии повышенного давления. Экспериментально показано, что в зависимости от давления и сорта газа при различной длительности фронта импульса напряжения амплитудой в десятки киловольт наблюдаются три режима генерации пучка убегающих электронов. В первом режиме во время старта стримера с катода происходит генерация одиночного импульса тока пучка при максимальном напряжении на промежутке. Его длительность за анодом составляет ~100 ps. Два импульса тока пучка наблюдаются во втором режиме при уменьшении давления. Момент времени генерации первого импульса сохраняется, а второй регистрируется после замыкания промежутка стримером (первой волной ионизации). Энергия электронов во втором импульсе существенно меньше, чем в первом, но длительность и амплитуда тока пучка в оптимальных условиях больше. В третьем режиме, который реализуется при более низких давлениях по сравнению со вторым режимом, ток пучка после первого импульса продолжается без паузы в квазистационарной стадии и имеет длительность сотни пикосекунд. Ключевые слова: генерация убегающих электронов, сверхкороткий лавинный электронный пучок, второй ипульс тока пучка.
  1. C.T.R. Wilson. Proc. Phys. Soc. London, 37, 32D (1924)
  2. H. Dreicer. Phys. Rev., 115, 238 (1959)
  3. S. Frankel, V. Highland, T. Sloan, O. Van Dyck, W. Wales. Nucl. Instrum. Methods, 44, 345 (1966)
  4. Ю.Л. Станкевич, В.Г. Калинин. ДАН СССР, 177 (1), 72 (1967). [Y.L. Stankevich, N.S. Kalinin. Sov. Phys. Dokl., 1, 72 (1967).]
  5. A.V. Gurevich, G.M. Milikh, R. Roussel-Dupre. Physics Letters A, 165 (5-6), 463 (1992). doi.org/10.1016/0375-9601(92)90348-P
  6. T.F. Bell, V.P. Pasko, U.S. Inan. Geophys. Res. Lett., 22 (16), 2127 (1995). doi.org/10.1029/95GL02239
  7. Л.В. Тарасова, Л.Н. Худякова, Т.В. Лойко, В.А. Цукерман. ЖТФ, 44 (3) 564 (1974). [L.V. Tarasova, L.N. Khudyakova, T.V. Loiko, V.A. Tsukerman. Sov. Phys. Tech. Phys., 19, 351 (1974).]
  8. П.А. Бохан, Г.В. Колбычев. Письма в ЖТФ, 6 (7), 418 (1980). [P.A. Bokhan, G.V. Kolbychev, Sov. Tech. Phys. Lett., 6, 418 (1980)
  9. V. Tarasenko. Plasma Sources Sci. Technol., 29 (3), 034001 (2020). doi.org/10.1088/1361-6595/ab5c57
  10. G.A. Mesyats, M.I. Yalandin, N.M. Zubarev, A.G. Sadykova, K.A. Sharypov, V.G. Shpak, S.A. Shunailov, M.R. Ulmaskulov, O.V. Zubareva, A.V. Kozyrev, N.S. Semeniuk. Appl. Phys. Lett., 116 (6), 063501 (2020). doi.org/10.1063/1.5143486
  11. N.A. Ashurbekov, K.O. Iminov, O.A. Popov, G.S. Shakhsinov. Plasma Sci. Technol., 19 (3), 035401 (2017). DOI: 10.1088/2058-6272/19/3/035401
  12. V.F. Tarasenko, E.Kh. Baksht, A.G. Burachenko, I.D. Kostyrya, M.I. Lomaev, D.V. Rybka. Plasma Devises and Operation, 16 (4), 267 (2008). DOI: 10.1080/10519990802478847
  13. Ю.С. Акишев, А.А. Балакирев, В.Б. Каральник, М.А. Медведев, А.В. Петряков, Н.И. Трушкин, А.Г. Шафиков. Физика, 60 (8), 70 (2017). [Y.S. Akishev, A.A. Balakirev, V.B. Karal'nik, M.A. Medvedev, A.V. Petryakov, N.I. Trushkin, A.G. Shafikov. Rus. Phys. J., 60 (8), 1341 (2017).] DOI: 10.1007/s11182-017-1219-z
  14. T. Shao, R. Wang, C. Zhang, P. Yan. High Voltage, 3 (1), 14 (2018). DOI: 10.1049/hve.2016.0014
  15. W. Jiang, K. Yatsui, V.M. Orlovskii, V.F. Tarasenko. Proceedings of Int. Conf. BEAMS-2004. Saint-Peterburg. 174 (2005)
  16. А.Н. Ткачев, А.А. Феденев, С.И. Яковленко. ЖТФ, 77 (6), 22 (2007). [A.N. Tkachev, A.A. Fedenev, S.I. Yakovlenko. Tech. Phys., 52 (6), 699 (2007).] doi.org/10.1134/S1063784207060047
  17. S.Y. Belomyttsev, A.A. Grishkov, V.A. Shklyaev, V.V. Ryzhov. J. Appl. Phys., 123, 043309 (2018). doi.org/10.1063/1.5008820
  18. S. Yatom, D. Levko, J.Z. Gleizer, V. Vekselman, Y.E. Krasik. J. Appl. Phys. Lett., 100 (2), 024101 (2012). DOI: 10.1063/1.3675462
  19. V.Y. Kozhevnikov, A.V. Kozyrev, N.S. Semeniuk, A.O. Kokovin. IEEE Transactions on Plasma Sci., 46 (10), 3468 (2018). DOI: 10.1109/TPS.2018.2866777
  20. Н.М. Зубарев, С.Н. Иванов. Физика плазмы, 44 (4), 397 (2018). [N.M. Zubarev, S.N. Ivanov. Plasma Phys. Reports, 44, 445 (2018).] DOI: 10.1134/S1063780X18040104
  21. N.Y. Babaeva, G.V. Naidis, D.V. Tereshonok, E.E. Son. J. Physics D: Appl. Phys., 51, 434002 (2018). doi.org/10.1088/1361-6463/aada74
  22. Л.П. Бабич, Т.В. Лойко, Б.Н. Шамраев. Известия вузов. Радиотехника, 22 (1), 100 (1979). [L.P. Babich, T.N. Loiko, B.N. Shamraev. Radio Phys. Quant. Electron. 22, 68 (1979).]
  23. Л.П. Бабич. Физика плазмы, 8 (4), 718 (1982). [L.P. Babich. Sov. J. Plasma Phys., 8, 404 (1982).]
  24. К.И. Алмазова, А.Н. Белоногов, В.В. Боровков, Е.В. Горелов, И.В. Морозов, А.А. Тренькин, С.Ю. Харитонов. ЖТФ, 88 (6), 827 (2018). [K.I. Almazova, A.N. Belonogov, V.V. Borovkov, E.V. Gorelov, I.V. Morozov, A.A. Tren'kin, S.Y. Kharitonov. Tech. Phys., 63 (6), 801 (2018).] DOI: 10.1134/S1063784218060026
  25. Е.X. Бакшт, В.Ф. Тарасенко, М.И. Ломаев, Д.В. Рыбка. Письма в ЖТФ, 33 (9), 29 (2007). [E.K. Baksht, V.F. Tarasenko, M.I. Lomaev, D.V. Rybka. Tech. Phys. Lett., 33 (5), 373 (2007).] doi.org/10.1134/S1063785007050045
  26. E.Kh. Baksht, V.F. Tarasenko, M.I. Lomaev, D.V. Rybka, A.N. Tkachev, S.I. Yakovlenko. Laser Phys., 17 (9), 1124 (2007). doi.org/10.1134/S1054660X07090034
  27. V. Tarasenko, D. Beloplotov, M. Lomaev, D. Sorokin. Plasma Sci. Technol., 21 (4), 044007 (2019). doi.org/10.1088/2058-6272/ab079b
  28. Л.М. Василяк, С.В. Костюченко, Н.Н. Кудрявцев, И.В. Филюгин. УФН, 164 (3), 263 (1994). [L.M. Vasilyak, S.V. Kostyuchenko, N.N. Kudryavtsev, I.V. Filyugin. Physics-Uspekhi, 37 (3), 247 (1994).] doi.org/10.1070/PU1994v037n03ABEH000011
  29. В.Ф. Тарасенко, Д.А. Сорокин, М.И. Ломаев. ЖТФ, 86 (10), 109 (2016). [V.F. Tarasenko, D.A. Sorokin, M.I. Lomaev. Tech. Phys., 61 (10), 1551 (2016).] doi.org/10.1134/S106378421610025X
  30. A.V. Gurevich, G.А. Mesyats, K.P. Zybin, A.G. Reutova, V.G. Shpak, S.А. Shunailov, M.I. Yalandin. Phys. Lett. A, 375, 2845 (2011). doi.org/10.1016/j.physleta.2011.06.004
  31. A.V. Gurevich, G.A. Mesyats, K.P. Zybin, M.I. Yalandin, A.G. Reutova, V.G. Shpak, S.A. Shunailov. Phys. Rev. Lett., 109 (8), 085002 (2012). doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.085002
  32. G.A. Mesyats, A.G. Sadykova, S.A. Shunailov, V.G. Shpak, M.I. Yalandin. IEEE Trans. Plasma Sci., 10 (41), 2863 (2013). DOI: 10.1109/TPS.2013.2258041
  33. Д.В. Белоплотов, М.И. Ломаев, В.Ф. Тарасенко, Д.А. Сорокин. Письма в ЖЭТФ, 107 (10), 636 (2018). [D.V. Beloplotov, M.I. Lomaev, D.A. Sorokin, V.F. Tarasenko. JETP Lett., 107, 606 (2018).] doi.org/10.1134/S0021364018100065
  34. V.M. Efanov, M.V. Efanov, A.V. Komashko, A.V. Kirilenko, P.M. Yarin, S.V. Zazoulin. Ultra-Wideband, Short Pulse Electromagnetics 9 (Springer, Berlin, 2010), p. 5
  35. A.G. Lyublinsky, S.V. Korotkov, Y.V. Aristov, D.A. Korotkov. IEEE Trans. Plasma Sci., 41, 2625 (2013). DOI: 10.1109/TPS.2013.2264328
  36. V.F. Tarasenko, D.V. Rybka, A.G. Burachenko, M.I. Lomaev, E.V. Balzovsky. Rev. Sci. Instrum., 83, 086106 (2012). doi.org/10.1063/1.4746378
  37. A.Yu. Starikovskii, A.A. Nikipelov, M.M. Nudnova, D.V. Roupassov. Plasma Sources Sci. Technol., 18 (3), 034015 (2009). DOI: 10.1088/0963-0252/18/3/034015A
  38. D. Wang, T. Namihira. Plasma Sources Sci. Technol., 29 (2), 023001 (2020). doi.org/10.1088/1361-6595/ab5bf6
  39. J. Teunissen, U. Ebert. J. of Physics D: Applied Physics, 50 (47), 474001 (2017). doi.org/10.1088/1361-6463/aa8faf
  40. D.V. Beloplotov, V.F. Tarasenko, M.I. Lomaev, D.A. Sorokin. IEEE Trans. Plasma Sci., 47, 4521 (2019). DOI: 10.1109/TPS.2019.2907998
  41. Ю.Д. Королев, Г.А. Месяц. Физика импульсного пробоя газов (Наука. Глав. ред. Физматлит, М., 1991). [Y.D. Korolev, G.A. Mesyats. Physics of pulsed breakdown in gases (URO-press, Ekaterinburg, 1998).]
  42. А.Н. Ткачев, С.И. Яковленко. Письма в ЖЭТФ, 77 (5), 264 (2003). [A.N. Tkachev, S.I. Yakovlenko. J. Exp. Theor. Phys. Lett. 77, 221 (2003).] doi.org/10.1134/1.1574835
  43. А.М. Бойченко, A.Н. Ткачев, С.И. Яковленко. Письма в ЖЭТФ, 78 (11), 1223 (2003). [A.M. Boichenko, A.N. Tkachev, S.I. Yakovlenko. J. Exp. Theor. Phys. Lett. 78, 709 (2003).]
  44. J.R. Dwyer, Z. Saleh, H.K. Rassoul, D. Concha, M. Rahman, V. Cooray, J. Jerauld, M.A. Uman, V.A. Rakov. J. Geophys. Res.: Atmos., 113, D23207 (2008). DOI: 10.1029/2008JD010315
  45. J.R. Dwyer, D.M. Smith, S.A. Cummer. Space Sci. Rev. 173, 133 (2012). DOI: 10.1007/s11214-012-9894-0
  46. G.A. Mesyats. IEEE Trans. Plasma Sci., 23 (6), 879 (1995). DOI: 10.1109/27.476469
  47. E. Kalered, N. Brenning, I. Pilch, L. Caillault, T. Minea, L. Ojamae. Phys. Plasmas, 24, 013702 (2017). doi.org/10.1063/1.4973443
  48. T.L. Chng, A. Brisset, P. Jeanney, S.M. Starikovskaia, I.V. Adamovich, P. Tardiveau. Plasma Sources Sci. Technol., 28 (9), 09LT02 (2019). doi.org/10.1088/1361-6595/ab3cfc
  49. A. Brisset, K. Gazeli, L. Magne, S. Pasquiers, P. Jeanney, E. Marode, P. Tardiveau. Plasma Sources Sci. Technol., 28 (5), 055016 (2019). doi.org/10.1088/1361-6595/ab1989
  50. Г.А. Аскарьян. Письма в ЖЭТФ, 1 (3), 44 (1965). [G.A. Askar'yan. Soviet J. Experimental Theor. Phys. Lett., 1, 97 (1965).]
  51. L.P. Babich. High-energy phenomena in electric discharges in dense gases: Theory, experiment, and natural phenomena (Futurepast, Arlington, 2003)
  52. A. Kozyrev, V. Kozhevnikov, N. Semeniuk. In EPJ Web of Conferences. EDP Sciences, 167, 01005 (2018). doi.org/10.1051/epjconf/201816701005
  53. П.А. Бохан. УФН, 188 (12), 1361 (2018). [P.A. Bokhan. Physics-Uspekhi, 61 (12), 1241 (2018).] doi.org/10.3367/UFNe.2018.04.038362
  54. D. Levko, S. Yatom, V. Vekselman, J.Z. Gleizer, V.T. Gurovich, Y.E. Krasik. J. Appl. Phys., 111 (1), 013304 (2012). DOI: 10.1063/1.3676198
  55. Е.Х. Бакшт, С.Я. Беломытцев, А.Г. Бураченко, В.В. Рыжов, В.Ф. Тарасенко, В.А. Шкляев. ЖТФ, 82 (7), 102 (2012). [E.K. Baksht, S.Y. Belomyttsev, A.G. Burachenko, V.V. Ryzhov, V.F. Tarasenko, V.A. Shklyaev. Tech. Phys., 57 (7), 998 (2012).] DOI: 10.1134/S1063784212070031

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme