Вышедшие номера
Спектры излучения воздуха низкого давления при диффузном стримерном разряде
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, 075-15-2021-1026
Тарасенко В.Ф. 1, Бакшт Е.Х. 1, Виноградов Н.П.1, Сорокин Д.А. 1
1Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, Россия
Email: vft@loi.hcei.tsc.ru, BEH@loi.hcei.tsc.ru, vinikitavin@mail.ru, SDmA-70@loi.hcei.tsc.ru
Поступила в редакцию: 11 августа 2022 г.
В окончательной редакции: 16 сентября 2022 г.
Принята к печати: 29 сентября 2022 г.
Выставление онлайн: 19 декабря 2022 г.

Внимание к изучению характеристик излучения плазмы стримерных разрядов в атмосферном воздухе при давлениях доли-единицы Torr прежде всего связано с получением новых данных о высотных разрядах, включая красные спрайты. В настоящей работе исследованы спектральные свойства плазмы, формируемой в условиях инициирования волн ионизации (стримеров) импульсно-периодическим барьерным разрядом в воздухе низкого давления. Установлено, что в диапазоне давлений воздуха Delta p=0.08-3 Torr наибольшие интенсивности излучения в диапазоне длин волн Deltaλ=280-900 nm приходятся на полосы второй положительной, первой отрицательной и первой положительной систем молекулярного азота, причем спектральная плотность энергии излучения каждой из систем зависит от области разряда и давления. Красный цвет волнам ионизации придает излучение полос первой положительной системы, однако наибольшие интенсивности в этих условиях в зависимости от давления воздуха наблюдаются для полос второй положительной и первой отрицательной систем азота. Показано, что при сохранении амплитуды импульсов напряжения и уменьшении давления до 0.04 Torr и менее эмиссионный спектр и цвет плазмы стримерного разряда существенно изменяется. В спектре появляются новые интенсивные линии и полосы, в том числе атомарного водорода, что обусловлено увеличением приведенной напряженности электрического поля и соответственно температуры электронов. Это, в свою очередь, приводит к диссоциации молекулярных газов, входящих в состав воздуха, а также адсорбированных стенками разрядной камеры. Ключевые слова: спектры излучения, стримерный разряд, воздух, низкое давление, молекулярные полосы, атомарные линии.
  1. C.J. Rodger. Rev. Geophys., 37 (3), 317 (1999)
  2. V.P. Pasko. Plasma sources science and technology, 16, S13 (2007). DOI: 10.1088/0963-0252/16/1/S02
  3. J. Qin, V.P. Pasko, M.G. McHarg, H.C. Stenbaek-Nielsen. Nature commun., 5 (1), 1 (2014). DOI: 10.1038/ncomms4740
  4. C.L. Kuo, E. Williams, T. Adachi, K. Ihaddadene, S. Celestin, Y. Takahashi, R.R. Hsu, H.U. Frey, S.B. Mende. Front. Earth Sci., 9, 1102 (2021). DOI: 10.3389/feart.2021.687989
  5. S. Nnadih, M. Kosch, J. Mlynarczyk. J. Atmosph. Solar-Terr. Phys., 225, 105760 (2021). DOI: 10.1016/j.jastp.2021.105760
  6. M. Singh, P.K. Sharma, P.P. Pathak. J. Electromag. Analys. Appl., 14 (3), 31 (2022). DOI: 10.4236/jemaa.2022.143003
  7. D.D. Sentman, E.M. Wescott. Geophys. Res. Lett., 20 (24), 2857 (1993)
  8. D.D. Sentman, E.M. Wescott, D.L. Osborne, D.L. Hampton, M.J. Heavner. Geophys. Res. Lett., 22 (10), 1205 (1995)
  9. G.K. Garipov, B.A. Khrenov, P.A. Klimov, V.V. Klimenko, E.A. Mareev, O. Martines, E. Mendoza, V.S. Morozenko, M.I. Panasyuk, I.H. Park, E. Ponce, L. Rivera, H. Salazar, V.I. Tulupov, N.N. Vedenkin, I.V. Yashin. J. Geophys. Res.: Atmosph., 118 (2), 370 (2013). DOI: 10.1029/2012JD017501
  10. T. Neubert, N. O stgaard, V. Reglero, O. Chanrion, C.A. Oxborrow, A. Orr, M. Tacconi, O. Hartnack, D.D. Bhander. Space Sci. Rev., 215 (2), 1 (2019). DOI: 10.1007/s11214-019-0592-z
  11. R.A. Marshall, U.S. Inan. Radio Science, 41, RS6S43 (2006). DOI: 10.1029/2005RS003353
  12. T. Kanmae, H.C. Stenbaek-Nielsen, M.G. McHarg, R.K. Haaland. J. Phys. D., 45 (27), 275203 (2012). DOI: 10.1088/0022-3727/45/27/275203
  13. U. Ebert, S. Nijdam, C. Li, A. Luque, T. Briels, E. van Veldhuizen. J. Geophys. Res.: Space Phys., 115, A00E43 (2010). DOI: 10.1029/2009JA014867
  14. J. Qin, S. Celestin, V.P. Pasko, S.A. Cummer, M.G. McHarg, H.C. Stenbaek-Nielsen. Geophys. Res. Lett., 40 (17), 4777 (2013). DOI: 10.1002/grl.50910
  15. E. Williams, M. Valente, E. Gerken, R. Golka. Sprites, Elves and Intense Lightning Discharges (Springer, Dordrecht. 2006), p. 237--251
  16. V.F. Tarasenko, E.A. Sosnin, V.S. Skakun, V.A. Panarin, M.V. Trigub, G.S. Evtushenko. Physics of Plasmas, 24 (4), 043514 (2017). DOI: 10.1063/1.4981385
  17. В.С. Кузнецов, Э.А. Соснин, В.А. Панарин, В.С. Скакун, В.Ф. Тарасенко. Опт. и спектр., 125 (3), 311 (2018). DOI: 10.21883/OS.2018.09.46543.119-18 [V.S. Kuznetsov, E.A. Sosnin, V.A. Panarin, V.S. Skakun, V.F. Tarasenko. Opt. Spectrosc., 125 (3), 324 (2018). DOI: 10.1134/S0030400X18090175]
  18. V. Tarasenko, N. Vinogradov, E. Baksht, D. Sorokin. J. Atmosph. Sci. Res., 05 (03), 26 (2022). https://doi.org/10.30564/jasr.v5i3.4858
  19. Е.Х. Бакшт, Н.П. Виноградов, В.Ф. Тарасенко. Оптика атмосферы и океана, 35 (9), 777 (2022). DOI: 10.15372/AOO20220911
  20. E.E. Remsberg, B.T. Marshall, M. Garcia-Comas, D. Krueger, G.S. Lingenfelser, J. Martin-Torres, M.G. Mlynczak, J.M. Russell III, A.K. Smith, Y. Zhao, C. Brown. J. Geophys. Res.: Atmosph., 113, D17101 (2008). DOI: 10.1029/2008JD010013
  21. E.R. Williams. Phys. Today, 54 (11), 41 (2001)
  22. T. Shao, V.F. Tarasenko, C. Zhang, M.I. Lomaev, D.A. Sorokin, P. Yan, A.V. Kozyrev, E.Kh. Baksht. J. Appl. Phys., 111 (2), 023304 (2012). DOI: 10.1063/1.3677951
  23. А.А. Генерал. Опт. и спектр., 127 (5), 716 (2019). DOI: 10.21883/OS.2019.11.48504.41-19 [A.A. Heneral. Opt. Spectrosc., 127 (5), 778 (2019). DOI: 10.1134/S0030400X19110092]
  24. D.M. Philips. J. Phys. D., 9 (3) 507 (1975). DOI: 10.1088/0022-3727/9/3/017
  25. P. Paris, M. Aints, F. Valk, T. Plank, A. Haljaste, K.V. Kozlov, H.-E. Wagner. J. Phys. D., 38 (21), 3894 (2005). DOI: 10.1088/0022-3727/38/21/010
  26. C.O. Laux. Radiation and Nonequilibrium Collisional-Radiative Models. In: Physico-Chemical of High Enthalpy and Plasma Flows. von Karman Institute Lecture Series 2002-2007. Fletcher D, Carbonnier J-M, Sarma GSR, Magin T. Eds. (Rhode Saint Genese, Belgium, 2002)
  27. N. Britun, M. Gaillard, A. Ricard, Y.M. Kim, K.S. Kim, J.G. Han. J. Phys. D., 40 (4) 1022 (2007). DOI: 10.1088/0022-3727/40/4/016
  28. Facebook. Available online: http://www.facebook.com/frankie.lucena.1 (accessed on 01.11.2021)
  29. Y. Goto, Y. Ohba, K. Narita. J. Atmosph. Electr., 27 (2), 105 (2007).

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.