Динаміка самостійного плазмово-пучкового розряду при високій густині енергії
Вантажиться...
Дата
2020
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Харків : Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна
Анотація
Hrechko Ya.O. Dynamics of self-sustained plasma-beam discharge at high energy density. – Manuscript.
Thesis for a Candidate Degree in Physics and Mathematics, Specialty 01.04.08 – Plasma Physics. – V. N. Karazin Kharkiv National University of the Ministry of Education and Science of Ukraine. – Kharkiv, 2020.
The thesis is devoted to the experimental and theoretical study of the formation conditions and dynamics of the self-sustained plasma-beam discharge at high energy density in the high-current pulsed plasma diode of low pressure. The design feature of this plasma diode is the limitation of the high-voltage electrode working surface. This made it possible to concentrate high current density (up to 2 MA/cm2) on high-voltage electrode and promoted the formation of the space charge double layer near its working surface.
In order to evaluate the efficiency of energy input into the plasma, a method for calculating the active power of a high-current pulsed discharge is provided. The dynamics of the discharge active power has been calculated based on the dynamics of the discharge current using the discharge circuit equation of a high-current pulsed discharge. The calculations did not take into account all the active power, but only that which is caused by charged particles beams accelerated in the double layer. The double layer is responsible for the local energy input into the discharge, due to the powerful collective dissipative mechanism of energy transfer from the electron beam to the plasma.
Опис
Дисертаційну роботу присвячено експериментальному та теоретичному дослідженню умов формування та динаміки самостійного плазмово-пучкового розряду при високій густині енергії в сильнострумовому імпульсному плазмовому діоді з просторовими та магнітними засобами локалізації подвійного електричного шару об’ємного заряду. Показано, що при збудженні розряду за умов густої (понад 1016 см-3) плазми багаторазово іонізованих атомів можливе локальне введення великої імпульсної потужності (понад 100 МВт та питомій потужності понад 2 ГВт/см2) при відносно невеликому енергозапасі конденсаторної батареї (до 200 Дж). Встановлено засоби керування розрядом, які дають можливість підвищити ефективність введення імпульсної потужності до розряду. Розроблено методику розрахунку динаміки активної потужності сильнострумового імпульсного розряду мікросекундного діапазону. Визначено принципові особливості, які необхідно враховувати при розрахунках. Здобуто вираз для ємності сильного подвійного шару та рівняння для знаходження ємнісної складової струму подвійного шару, яке дає можливість виділити частку ємнісного струму в загальному розрядному струмі. Проведено фізичне моделювання формування подвійного шару в стаціонарній системі при зменшеній густині енергії, яке показало стаціонарність існування самостійного плазмово-пучкового розряду.
Ключові слова
імпульсна потужність, плазма багаторазово іонізованих атомів, плазмовий діод, подвійний електричний шар, самостійний плазмово-пучковий розряд, сильнострумовий імпульсний розряд, pulse power, plasma of multiply ionized atoms, plasma diode, double electric layer, self-sustained plasma-beam discharge, high-current pulsed discharge
Бібліографічний опис
Гречко, Ярослав Олегович. Динаміка самостійного плазмово-пучкового розряду при високій густині енергії : дисертація ... кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.08 – фізика плазми / Я.О. Гречко ; Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна. – Харків, 2020. - 190 с.