Стримеры, инициируемые емкостным разрядом при давлениях воздуха 0.2–6 Торр

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Проведены исследования плазменных диффузных струй (ПДС), имеющих красный цвет, которые состоят из стримеров (волн ионизации). Обнаружено, что плазма, создаваемая в воздухе при давлениях 0.2–4 Торр импульсно-периодическим емкостным разрядом в диэлектрической трубке, инициирует за один импульс две ПДС, в каждой из которых регистрируется до трех стримеров. Установлено, что по два стримера, которые распространяются от кольцевых электродов в противоположных направлениях, формируются одним импульсом напряжения положительной полярности. С помощью ICCD-камеры и кремниевого ФЭУ показано, что приход фронта положительного стримера в область остановки фронта отрицательного стримера, который генерировался первым на фронте отрицательного импульса напряжения, приводит к формированию третьего тонкого стримера в виде конуса с малым углом при вершине. Установлено, что направление движения третьего стримера совпадает с направлением инициирующих его стримеров, однако его скорость меньше на два порядка. Показано, что при низких давлениях воздуха скорость первых положительных стримеров больше, чем у отрицательных, а расстояние, на которое они распространяются при напряжении генератора 7 кВ и давлении воздуха 0.2 Торр превышает 1 м.

Об авторах

В. Ф. Тарасенко

Институт сильноточной электроники СО РАН

Email: VFT@loi.hcei.tsc.ru
Россия, Томск

Е. Х. Бакшт

Институт сильноточной электроники СО РАН

Email: VFT@loi.hcei.tsc.ru
Россия, Томск

В. А. Панарин

Институт сильноточной электроники СО РАН

Email: VFT@loi.hcei.tsc.ru
Россия, Томск

Н. П. Виноградов

Институт сильноточной электроники СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: VFT@loi.hcei.tsc.ru
Россия, Томск

Список литературы

  1. Füllekrug M., Mareev E.A., Rycroft M.J. (Eds.). Sprites, elves and intense lightning discharges. V. 225. Springer Science & Business Media, 2006.
  2. Jehl A., Farges T., and Blanc E. // J. Geophys. Res. Space Physics. 2013. V. 118. P. 454. https://doi.org/10.1029/2012JA018144
  3. Garipov G.K., Khrenov B.A., Klimov P.A., Klimenko V.V., Mareev E.A., Martines O., Mendoza E., Morozenko V.S., Panasyuk M.I., Park I.H., Ponce E., Rivera L., Sala-zar H., Tulupov V.I., Vedenkin N.N., Yashin I.V. // J. of Geophysical Research: Atmospheres. 2013. V. 118. № 2. P. 370. https://doi.org/10.1029/2012JD017501
  4. Huang A., Lu G., Yue J., Lyons W., Lucena F., Lyu F., Cummer S.A., Zhang W., Xu L., Xue X., Xu S. // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 13. doi.org/https://doi.org/10.1029/2018GL079576
  5. McHarg M.G., Stenbaek-Nielsen H.C., Kammae T. // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. P. L06804. https://doi.org/10.1029/2006GL027854
  6. Ebert U., Nijdam S., Li C., Luque A., Briels T., van Veldhuizen E. // JGR: Space Physics. 2010. V. 115. № A7. A00E43. https://doi.org/10.1029/2009JA014867
  7. Pasko Victor P., Jianqi Qin, and Celestin Sebastien // Surveys in Geophysics. 2013. V. 34. P. 797. https://doi.org/10.1007/s10712-013-9246-y
  8. Vasilyak L.M., Kostyuchenko S.V., Kudryavtsev N.N., Filyugin I.V. // Phys. Usp. 1994. V. 37. № 3. P. 247. https://doi.org/10.1070/PU1994v037n03ABEH000011
  9. Anikin N.B., Zavialova N.A., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Y. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2008. V. 36. P. 902. https://doi.org/10.1109/TPS.2008.924504
  10. Huang B., Zhang C., Qiu J., Zhang X., Ding Y., Shao T. // Plasma Sourc. Sci. and Technnol. 2019. V. 28. № 9. P. 095001.
  11. Goto Y., Ohba Y., Narita K., Goto Y., Ohba Y., Narita K. // Journal of Atmospheric Electricity. 2007. V. 27. Iss. 2. P. 105.
  12. Tarasenko V., Vinogradov N., Baksht E., and Sorokin D. // Journal of Atmospheric Science Research. 2022. V. 5. Iss. 3. P. 26. https://doi.org/10.30564/jasr.v5i3.4858
  13. Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Виноградов Н.П. // Прикладная физика. 2022. № 4. С. 11. https://doi.org/10.51368/1996-0948-2022-4-11-17
  14. Бакшт Е.Х., Виноградов Н.П., Тарасенко В.Ф. // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 9. С. 777. https://doi.org/10.15372/AOO20220911
  15. Sorokin D., Tarasenko V., Baksht E.Kh., Vinogradov N.P. // European Journal of Environment and Earth Sciences. 2022. V. 3. Iss. 6. P. 42. https://doi.org/10.24018/ejgeo.2022.3.6.322
  16. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Долгопрудный: Интеллект, 2009, 736 с.
  17. Starikovskiy A.Yu, Aleksandrov N.L., Shneider M.N. // Journal of Applied Physics. 2021. V. 129. № 6. P. 063301. https://doi.org/10.1063/5.0037669
  18. Wu S., Cheng W., Huang G., Wu F., Liu C., Liu X., Zhang C., Lu X. // Physics of Plasmas. 2018 V. 25. № 12. P. 123507. https://doi.org/10.1063/1.5042669
  19. Tarasenko V.F., Kuznetsov V.S., Panarin V.A., Skakun V.S., Sosnin E.A., Baksht E.K. // JETP Letters. 2019. V. 110. P. 85. https://doi.org/10.1063/1.4981385
  20. Tarasenko V., Baksht E., Kuznetsov V., Panarin V., Skakun V., Sosnin E., Beloplotov D. // Journal of Atmospheric Science Research. 2020. V. 3. Iss. 4. P. 28. https://ojs.bilpublishing.com/index.php/jasr
  21. Tarasenko V.F., Sosnin E.A., Skakun V.S., Panarin V.A., Trigub M.V., Evtushenko G.S. // Physics of Plasmas. 2017. V. 24. № 4. P. 043514.
  22. Sosnin E.A., Babaeva N.Yu., Kozyrev A.V., Kozhevni-kov V.Yu., Naidis G.V., Skakun V.S., Panarin V.A., Tarasenko V.F. // Phys. Usp. 2021. V. 64. Is. 2. P. 191. https://doi.org/10.3367/UFNe.2020.03.038735
  23. Panarin V.A., Skakun V.S., Baksht E.K., Sosnin E.A., Kuznetsov V.S., Sorokin D.A. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. № 7. P. 812.
  24. Hoder T., Bonaventura Z., Prukner V., Gordillo-Váz-quez F.J., Šimek M. // Plasma Sources Science and Technology. 2020. V. 29. № 3. P. 03LT01. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ab7087
  25. Stenbaek-Nielsen H.C., McHarg M.G., Kanmae T., and Sentman D.D. // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. № 11. P. L11105. https://doi.org/10.1029/2007GL029881
  26. Stenbaek-Nielsen H.C., Kanmae T., McHarg M.G., Haaland R. // Surveys in Geophysics. 2013. V. 34. P. 769.
  27. Zabotin N.A., Wright J.W. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. № 13. P. 2593.
  28. Janalizadeh R., Pasko V.P. // Electron Impact Ionization of Metallic Species at Sprite Altitudes as a Mechanism of Initiation of Sprite Streamers. AGU Fall Meeting. 2018.
  29. Tarasenko V., Vinogradov N., Beloplotov D., Burachenko A., Lomaev M., Sorokin D. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 4. P. 652. https://doi.org/10.3390/nano12040652
  30. Hervig M., Thompson R.E., McHugh M., Gordley L.L., Russell III J.M., Summers M.E. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28 № 6. P. 971. https://doi.org/10.1029/2000GL012104
  31. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит, 2001, 320 с.

© Российская академия наук, 2023