Динамика СВЧ разряда высокого давления в волновых полях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Зорин, Владимир Гурьевич

• Зорин, Владимир Гурьевич
• кандидат физико-математических наук
• 1985

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Зорин, Владимир Гурьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Описание экспериментальных установок и методик экспериментов.

1.1. Описание экспериментальных установок

1.2. Методы диагностики и точность измерения различных параметров.

ГЛАВА 2. Механизм образования плазменного ореола вокруг разряда.

2.1. Обнаружение плазменного ореола вокруг СВЧ разряда.

2.2. Измерение сечения фотопоглощения ионизирующего излучения.

2.3. Определение абсолютной интенсивности излучения СВЧ разряда в вакуумной ультрафиолетовой области спектра.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика СВЧ разряда высокого давления в волновых полях»

Диссертация посвящена экспериментальному исследованию сверхвысокочастотного разряда высокого давления, возникающего в волновом электромагнитном поле. Интерес к исследованию СВЧ разряда возник, главным образом, благодаря успехам современной электроники, сделавшим доступными генераторы СВЧ излучения большой мощности [I] и связан с возможностью различных практических применений этого явления. С помощью мощных генераторов можно поддерживать плазму СВЧ разряда с различными свойствами, она может быть либо квазиравновесной, либо сильно неравновесной. Равновесные и неравновесные СВЧ плазмотроны (генераторы плазмы, использующие СВЧ разряд), имеющие ряд преимуществ перед ВЧ плазмотронами и плазмотронами постоянного тока, в последнее время находят все большее применение в плазмохимии [2-6], в плазменной металлургии, при создании мощных газовых лазеров 17,8] и т.д.

Использование пучков электромагнитных волн позволяет локализовать разряд вдали от стенок камеры, что оказывается весьма ценным обстоятельством при получении сверхчистых веществ, напылении тонких пленок, обработке чистых поверхностей, в плазмохимии. Разрядг в двух сходящихся пучках может использоваться в технике дальней радиосвязи как способ создания искусственных радиоотражающих плазменных областей в атмосфере и ионосфере [9,"10J . Следует отметить недавние работы, затрагивающие проблему передачи энергии на расстоянии при помощи СВЧ пучков Lii,i21. Эти работы направлены на исследование возможности прямого преобразования энергии СВЧ волны в механическую энергию и энергию постоянного тока.

Выше были перечислены приложения, для которых разряд является положительным явлением, возникновение же разряда в линиях передач нежелательно. Изучение условий возникновения и развития разряда в передающих СВЧ линиях 113-16] позволяет увеличить предельную передаваемую СВЧ мощность.

Настоящая работа также в значительной мере исходит из потребности приложений, и хотя детальная разработка какого-либо из них не ставиласть ее целью, полученные результаты позволяют сделать определенные выводы относительно возможности и эффективности некоторых практических приложений СВЧ разряда. Непосредственной целью работы является исследование механизмов распространения разряда, возникающего в поле электромагнитных волн в газах при давлении, близком к атмосферному. Результаты исследования могут использоваться для анализа разрядов, поддерживаемых электрическим шлем волны, распространяющейся как по канализирующим системам, так и в свободном пространстве,(СВЧ пучки).

Проведем классификацию основных типов разрядов. По условиям возникновения и поддержания мы будем различать: самостоятельный разряд, возникающий в невозмущенном газе под действием электромагнитного поля волны, амплитуда которого превышает пробойное значение (частота ионизации больше эффективных потерь электронов) [17] ; стимулированный разряд [18-22], возникающий в допро-бойных полях при условии предварительного воздействия на газ (нагрев, возбуждение, ионизация); несамостоятельный разряд, характеризующийся постоянным поддержанием уровня ионизации за счет стороннего источника [в] (для этого может использоваться ультрафиолетовое излучение, либо релятивистский электронный пучок). Данная работа посвящена исследованию стимулированного и несамостоятельного СВЧ разрядов в газах.

Предварительное воздействие на газ с целью "поджигания" стимулированного разряда назовем инициацией. В различных экспериментах инициация осуществлялась при помощи лазерной искры [21] , СВЧ разряда около металлических неоднородностей [ik} 24,25] , предварительной ионизации газа 18,23] . как показали эксперименты, стимулированный разряд может существовать и после окончания действия инициатора. В таком случае разряд, поглощая энергию СВЧ поля, сам воздействует на газ и поддерживает его в необходимом для горения состоянии. Выход на режим самоподдержания сопровождается движением разряда навстречу СВЧ волне. Механизмы распространения разряда связаны с изменением состояния газа в соседних с разрядом областях вследствие различных процессов переноса. Данная работа не стэеит своей целью исследование способов инициации разряда (они достаточно известны из литературы, см. выше), основное внимание сосредоточено на изучении общих закономерностей самоподдержания и распространения разряда.

В условиях эксперимента возможна реализация двух резко отличающихся состояний разряда. Первое - это термический разряд. Он возникает при малых амплитудах поля в волне, когда отрыв температуры электронов от температуры газа незначителен. Плазма разряда может возникать только в результате сильного нагрева газа, который происходит из-за поглощения энергии СВЧ волны й) В ряде работ [27,32J такой разряд называется равновесным. На наш взгляд, название термическии для разряда с термическим характером ионизации является более приемлемым.

46,24,25] . Такой разряд является квазиравновесным разрядом.

Концентрация плазмы в нем соответствует равновесной ионизации и может быть вычислена по формуле Саха. Однако, полное термодинамическое равновесие отсутствует, в частности, излучение разряда неравновесно, оно сосредоточено в основном в атомарных и молекулярных линиях. Другое состояние разряда - неравновесный разряд. Под неравновесным разрядом понимается разряд, температура электронов в котором, поддерживаемая высокочастотным полем, существенно отличается от температуры газа. Б таком разряде равновесная концентрация электронов, соответствующая температуре газа, мала, и для нахождения степени ионизации необходимо детальное знание процессов рождения и гибели заряженных частиц

Исследование СВЧ разряда показало, что в широком интервале значений плотности мощности основную роль в его динамике играет плазменный ореол. Он образуется вокруг разряда в результате фотоионизации газа ультрафиолетовым излучением разряда. Поэтому одной из целей работы является исследование параметров ореола и механизмов его образования.

В работе основное внимание уделяется изучению процессов взаимодействия волнового электрического поля с плазмой разряда, определяемых электродинамикой (макропроцессы) и не ставится оценки величин, определяемых кинетикой, используются константы процессов, известные из литературы, в частности, значения констант, полученные теоретически или экспериментально для разряда в постоянном поле. Это возможно, т.к. функции распределения я) Вопросы кинетики затрагиваются только в приложениях при исследовании несамостоятельного разряда и разряда в возбужденном и нагретом газе. Однако и здесь основное внимание уделяется специфике СВЧ разряда, динамика которого в данном случае качественно отличается от динамики разряда в постоянном поле.

21,26J . целью исследование кинетики процессов электронов по энергиям в постоянном и СВЧ полях при высоких давлениях газа (когда частота столкновений электронов с молекулами больше циклической частоты поля) близки, если, при црочих равных условиях, поле в разряде постоянного тока совпадает с действующим СВЧ полем.

Именно наличие волнового электрического поля принципиально отличает приведенные в данной работе исследования от исследований разряда в постоянных и квазистатических полях. Постановка эксперимента с СВЧ разрядом в пучке электромагнитных волн с инициатором близка к постановке эксперимента с лазерной искрой вблизи мишени. Тем не менее, СВЧ разряд имеет свои специфические особенности, определяющие самостоятельное значение проводимых исследований. Эксперименты показали, что нельзя провести прямую аналогию между СВЧ и оптическим разрядом. Исключение составляет только разряд при малых значениях плотности потока энергии, когда реализуется теплопроводностный механизм движения (типа медленного горения), обнаруженный первоначально в оптических разрядах и наблюдавшийся затем в СВЧ разряде (см. [27] и цитированную там литературу).

Перейдем теперь к краткому обзору состояния исследований разряда, возникающего в электромагнитных волнах. Здесь основное внимание уделим исследованиям разряда при допробойных значениях амплитуды поля в волне, и лишь кратко перечислим работы, посвященные самостоятельному разряду.

Первые наблюдения СВЧ разряда в волновых полях были проведены более 30 лет назад. ( [28] - самая ранняя известная нам публикация по этому вопросу). Разряд возникал в волноводных трактах при передаче мощного СВЧ излучения. В течение длительного времени исследования разряда велись только в направлении определения электрической прочности СВЧ устройств. Исследования сводятся в основном, к измерению величины пробойной мощности вблизи различных волноводных элементов и зависимости ее от давления газа (см. монографии ). До сих пор, несмотря на то, что первое наблюдение разряда проводилось давно, работ по исследованию механизма поддержания и движения разряда сравнительно мало.

Первые эксперименты по исследованию движения СВЧ разряда опубликованы в [2-5] и относятся к шестидесятым годам. Разряд зажигался в волноводе при атмосферном давлении воздуха, плотность потока СВЧ энергии составляла ~ I кВт/см^. В таких условиях реализуется термический СВЧ разряд. Позже детальное исследование свойств термического разряда проводилось в связи с созданием равновесных СВЧ плазмотронов [29,30} . Модель движения равновесного СВЧ разряда была предложена в работах L 3 3,3 4 J , ее экспериментальное подтверждение дано в [31,32] . Процесс переноса, который определяет стационарность движения разряда, - теплопроводность. Теплопроводность ограничивает температуру газа в разряде и обеспечивает перемещение разряда по газу. Наряду с теплопроводностным движением существует конвективное движение разряда вместе с нагретым в разряде газом3^.

Большое влияние на исследования, описанные в данной работе, оказали работы, проведенные коллективом авторов в ИОФ АН СССР. Ими исследовался неравновесный СВЧ разряд в пучке электромагнитных волн при высоких давлениях воздуха и азота и допробойных значениях амплитуды поля в волне (см.С21,35-37] ). В этих рабок) В данной работе проводится исследование термического разряда при больших амплитудах поля, чем в [25] , что приводит к качественному изменению механизма движения разряда. тах впервые наблюдалось сверхзвуковое движение фронта ионизации стимулированного разряда в азоте, проводилось исследование роли нагрева газа в поддержании разряда, а также была высказана гипотеза об определяющей роли ультрафиолетового излучения в его динамике3^.

Интересно отметить работы по исследованию стимулированного СВЧ разряда в других газах, в которых поддержание разряда и его движение определяются другими процессами. В работе C22J экспериментально и теоретически исследовался СВЧ разряд в допробойных полях при высоких давлениях углекислого газа. Здесь движение разряда определяется диффузией молекул СО , образующихся в разряде и приводящих к отлипанию электронов, т.е. к уменьшению их потерь. Поддержание и движение инициированного СВЧ разряда в инертных газах, по мнению авторов работ [18~Щ42], определяется диффузией резонансного ультрафиолетового излучения. Диффузия излучения приводит к образованию перед разрядом возбужденных атомов, что снижает порог пробоя.

Кратко остановимся на работах, предшествующих исследованиям, которые описаны в приложениях. Экспериментальное исследование несамостоятельного разряда в постоянном и ВЧ поле описано в большом количестве публикаций (см., например, [43,44J и цитированную там литературу). в [7] было предложено использовать несамож): Образование плазменного ореола вокруг разряда в том же газе наблюдалось во многих работах, например 13 8-40] • В этих работах источником излучения служил искровой либо коронный разряд. В [41] была построена теория образования ореола для, так называемых, "слаботочных разрядов. Экспериментальные результаты исследования механизма образования плазменного ореола, приведенные в нашей работе расходятся с расчетами, сделанными в Г4-С] , поэтому на основе этих экспериментальных результатов здесь предложена другая модель образования ореола, справедливая для разряда с высоким энерговкладом в газ. зек) В данной работе при изучении неравновесного разряда основное внимание сосредоточено на вопросах, не исследованных в [2Y, 35-3?It а именно: на определении роли плазменного ореола в динамике разряда. стоятельный СВЧ разряд в пучке электромагнитных волн для создания активной среды мощного COg лазера и в плазмохин, были сформулированы преимущества СВЧ разряда перед традиционной схемой тлеющего разряда.

Исследование динамики разряда в возбужденном и нагретом газе опираются на более ранние работы по изучению эффективности отлипания электронов от отрицательных ионов в условиях тлеющего разряда [45] . В отличие от [45]в настоящей работе основное внимание уделяется процессу развития разряда.

Исследования самостоятельного СВЧ разряда, когда амплитуда поля в волне превышает пробойное значение, проводились большим числом авторов и более детально, см. например [6, 46 -48} . Здесь особое место занимают работы по исследованию разряда в скрещенных пучках электромагнитных волн [49 -52] . Большой интерес представляют теоретические работы, в частности, по исследованию неустойчивостей самостоятельного разряда [53-54] , которые развиваются, видимо, и в стимулированном разряде.

Перейдем к краткому изложению содержания диссертации. Диссертация посвящена экспериментальному исследованию СВЧ разряда высокого давления. Эксперименты проводились в волновом электромагнитном поле, плотность потока мощности могла изменяться от 0,7 до 150 кВт/см^, максимальная длительность импульса 20 мс. Подробное описание экспериментальных установок и методик измерения различных параметров приведено в главе I.

В диссертации приводится последовательное описание различных типов разрядов, возникающих при увеличении плотности потока СВЧ энергии. В диапазоне плотности мощности от 0,7 до 3 кВт/см^ реализуется термический разряд (глава 3), в диапазоне от 3 до 20 кВт/см^ - неравновесный разрад, двигающийся с дозвуковой скоростью (п.4.2), в диапазоне от 20 до 100 кВт/см2 - неравновесный разряд, двигающийся со сверхзвуковой скоростью (п.4.3 -4.4).

Как уже говорилось выше, определяющую роль в динамике СВЧ разряда играет плазменный ореол, образующийся в результате фотоионизации газа ультрафиолетовым излучением разряда. Описанию параметров и механизма образования ореола посвящена глава 2. В п.2.1 описываются эксперименты, позволившие обнаружить плазменный ореол и измерить концентрацию электронов в нем. Приводится доказательство того, что ореол создается ультрафиолетовым излучением разряда. В п.2.2 по измерениям пространственного распределения плазмы в ореоле вычислено сечение фотоионизации газа излучением СВЧ разряда. Показано, что в воздухе ореол образуется при фотоионизации молекулярного кислорода излучением атомарного кисло' рода (Л = 102,57 нм), образующегося в разряде в результате диссоциации. В п.2.3 показано, что в излучении СВЧ разряда в области вакуумного ультрафиолета преобладает линейчатый спектр атомов. Интенсивности излучения линии 102,57 нм достаточно для создания плазменного ореола с концентрацией электронов, наблюдаемой в экстр о перименте ^ 10 см . В последнем параграфе на основе сравнения полученных результатов с результатами других авторов определяется место работы, описанной в данной главе, среди других работ по исследованию плазменного ореола. Обсуждаются границы применимости предложенной модели.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию термического СВЧ разряда в пучке электромагнитных волн. В п.3.1 приводятся результаты экспериментального исследования разряда: зависимость скорости его движения от плотности СВЧ мощности, распределения плотности плазмы вдоль направления движения. Доказывается, что разряд, действительно, носит термический характер. В п.3.2 сравниваются полученные экспериментальные результаты с теоретическими выводами, сделанными на основе теплопро-водностной модели движения термического разряда. Показано, что ряд экспериментальных данных не укладывается в рамки модели. Обсуждается новый фотоионизационный механизм движения разряда, удовлетворительно описывающий экспериментальные результаты. Он связан с нагревом газа перед фронтом термоионизации до температуры 6000 К0 за счет поглощения СВЧ энергии в плазменном ореоле, возникающем под действием ионизирующего ультрафиолетового излучения из области термического разряда.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментального исследования неравновесного СВЧ разряда. При увеличении интенсивности СВЧ излучения в плазме разряда растет отрыв температуры электронов от температуры газа, и, начиная с некоторого порогового уровня плотности потока СВЧ энергии, концентрация плазмы в разряде будет заметно больше, чем концентрация, определяемая термоионизацией. Разряд станет неравновесным. В п.4.1 описываются эксперименты по определению пороговой плотности потока СВЧ энергии для смены характера ионизации газа в разряде с термического на неравновесный, приводится обсуждение процессов, которые необходимо учитывать для правильного вычисления пороговой мощности. Параграф 4.2. посвящен экспериментальному исследованию дозвукового движения неравновесного СВЧ разряда. Показано, что стационарное движение такого разряда определяется нагревом газа в плазменном ореоле, но в отличие от термического разряда газ греется не до температуры 6000 К, а до значительно меньших темпера тур, зависящих от амплитуды СВЧ поля в волне.

В п.4.3 описываются исследования сверхзвукового движения неравновесного разряда. Обнаружено скачкообразное перемещение фронта ионизации, т.е. движение фронта ионизации представляет собой последовательное рождение перед разрядом все новых и новых плаз-моидов на некотором расстоянии друг от друга. Усредненная скорость движения разряда превышает скорость отдельных плазмоидов. Исследование плазменного ореола показало, что в ореоле перед разрядом существует локальный максимум концентрации электронов. Максимум является предвестником скачка, абсолютное значение концентрации электронов в ореоле /Vg^IO^

Для определения роли нагрева газа в его динамике проводились специальные эксперименты. Измерения описанные в приложениях, показывают, что поддержание СВЧ разряда при плотности потока СВЧ энергии ~100 кВт/см2 возможно только при нагреве газа (имеется в виду почти изобарический нагрев). При помощи рефракционного датчика была обнаружена область с меньшей плотностью молекул, возникающая в результате нагрева газа в ореоле.

Обсуждение механизма сверхзвукового движения разряда вынесено в п.4.4. Здесь надо заметить, что названия разрядов дозвуковой и сверхзвуковой даны по формальному признаку сравнения скорости движения разряда со скоростью звука. Однако основное отличие разрядов, и это отличие принципиально, заключается не в этом. В наших экспериментах при дозвуковом движении разряда характерное время нагрева газа в области ореола <Z »<Vp (где <£р -время релаксации энергии, полученной молекулой от электрона, в тепло), тогда как при сверхзвуковом 'Г ^ Z'p .В плазменном ореоле, находящемся в СВЧ поле допробойной амплитуды, основная доля энергии электронов передается в колебания молекул азота, поэтому сокращение времени С приводит к отрыву колебательной температуры газа от поступательной. В условиях, которые реализуются при сверхзвуковом движении разряда, в плазменном ореоле возможно возникновение сильной колебательной неравновесности газа. Такая неравновесность усложняет процессы, протекающие в разряде, поэтому нужны специальные доказательства роли нагрева газа в ореоле в динамике разряда. В п.4.4. показано, что и сверхзвуковое движение разряда связано с нагревом газа в плазменном ореоле. Сравнивается темп нагрева газа, наблюдаемый в эксперименте, с темпом нагрева, полученным в расчетах [55]. Приводится объяснение скачкообразной формы движения разряда.

В п.4.5 приводятся зависимости температуры газа и температуры электронов от плотности потока СВЧ энергии, устанавливающиеся в квазистационарном разряде. Эти зависимости носят качественный,иллюстративный характер. Они показывают, что, изменяя величину плотности потока СВЧ энергии, можно изменять степень неравновесности плазмы в разряде.

В приложении I описываются исследования несамостоятельного СВЧ разряда, созданного ультрафиолетовым излучением стороннего источника. Проведено определение изменения величины пробойного поля в условиях сильной колебательной неравновесности, показано, что несамостоятельный СВЧ разряд оказывается более устойчивым, чем несамостоятельный тлеющий разряд. В приложении 2 описывается исследование динамики СВЧ разряда в условиях предварительного нагрева и возбуждения газа. Как показали эксперименты, в таких условиях возможно развитие рекомбинационного режима горения разряда в воздухе. Разряд в таком режиме горения оказывается более устойчив по отношению к разбиению его на отдельные плазмоиды в результате развития ионизационно-перегревной неустойчивости.

-10В заключении диссертации приводятся основные результаты работы.

Перечислим основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Экспериментальное обнаружение и исследование параметров плотного плазменного ореола, существующего вокруг СВЧ разряда. Определение механизма образования плазменного ореола.

2. Экспериментальное исследование движения СВЧ разряда навстречу электромагнитной волне, проведенное в широком диапазоне значений плотности потока СВЧ энергии.

3. Создание качественной модели фотоионизационного механизма движения термического и неравновесного СВЧ разрядов.

4. Экспериментальное определение порога смены термической ионизации на неравновесную в СВЧ разряде.

5. Экспериментальное исследование динамики СВЧ разряда в возбужденном и нагретом воздухе. Экспериментальное подтверждение стабилизирующего влияния рекомбинации на развитие ионизационно-перегревной неустойчивости.

6. Экспериментальное исследование устойчивости несамостоятельного СВЧ разряда е пучке электромагнитных волн. Измерение величины удельного энерговклада б газ при условии сохранения устойчивого горения разряда.

Настоящая диссертация Еключает в себя работы, выполненные автором в период с 1977 по 1984 гг. в Институте прикладной физики АН СССР. Материалы диссертации докладывались на УУ Международной конференции по явлениям в ионизационных газах (Минск, 1981г.), на У1 Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы (Ленинград, 1983 г.), на Всесоюзном семинаре "Приборы и методы ВУФ спектроскопии. Диагностика плазмы" (Таллин, 1982 г.), а также

-1yна семинарах Института прикладной физики АН СССР, Физического института АН СССР и опубликованы в работах [ 8,46,23,24,26,5S-5&]

Выражаю искреннюю благодарность своему руководителю А.Г.Лит-ваку, коллегам, в соавторстве с которыми выполнены работы, вошедшие в диссертацию. Я горячо благодарен С.В.Голубеву за помощь, оказанную им на всех этапах подготовки диссертации. Большое спасибо М.А.Миллеру за внимание к работе и ценные замечания.

I. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК И МЕТОДИК ЭКСПЕРИМЕНТОВ

IЛ. Описание экспериментальных установок

Исследование процессов, протекающих в плазме и газе при развитии СВЧ разряда высокого давления, проводились на установках, которые были разработаны и изготовлены в ИПФ АН СССР.

Большая часть экспериментов была выполнена на установке, являющейся прототипом модуля, используемого для электронно-циклотронного нагрева плазмы в токамаке Т-10. Схема установки изображена на рис.1.1. В качестве генератора СВЧ излучения использовался гиротрон (V) , работавший на частоте <f0 = 85,71 Г<Гц = 3,5 мм) в импульсном режиме с длительностью импульса от 0,1 до 20 мс. На выходе генератора форм^овался гауссов пучок диаметром 5 см с углом расходимости 4°. Поляризация электрического поля в волне - линейная. К генератору подсоединялся сверхразмерный волновод (2) диаметром 8 см и длиной 2 м, в нем устанавливалась структура поля, соответствующая моде Н^ .

Для увеличения плотности СВЧ мощности волна, излучаемая волноводом, фокус1фовалаеь фторопластовой линзой (3) с фокусным расстоянием ^ 20 см. Интенсивность излучения в пучке контролировалась с помощью калориметрического измерителя мощности (калориметра) (4) с входным отверстием круглого сечения диаметром 8 см, расположенного на оси СВЧ пучка за фокусом. Распределение плотности потока энергии в пучке исследовалось с помощью диафрагм с отверстиями различного диаметра, закрывающих калориметр. На рис. 1.2 показана зависимость доли энергии СВЧ пучка Wm/Wq попадающей в 7 7

Рис.I.I. Схема установки

1 - Пфотрон

2 - волновод

3 - линза

4 - калориметр

-1U

УnA

Wo

0.8

0.6

OA

Q2 5

7 9

H 5=STrfcM2

Рис. 1.2. Зависимость доли энергии СВЧ пучка, попадающей в калориметр, от площади отверстия диафрагмы калориметр,от площади отверстия диафрагмы (WM- энергия, попадающая в калориметр при наличии диафрагм,

Wo- без диафрагм).

Плотность потока энергии в СВЧ пучке раЕна 5 = /Wood's где Ti - длительность импульса СВЧ излучения).Результаты дифференцирования зависимости Wm^Wo от 3 показаны на рис. 1.3. Точность определения величины S на оси СВЧ пучка определяется,в основном, точностью экстраполяции зависимости к^Д^при Г0 (пунктирная линия на рис.1.2.) и составляет,по нашим оценкам,величину, не превышающую 20$. В экспериментах плотность мощности СВЧ излучения на оси СВЧ пучка могла изменяться от 0,7 до 20 кВт/скР.

Все эксперименты по исследованию СВЧ разряда проводились при атмосферном давлении Еоздуха.

Исследования разряда при высоких значениях плотности потока СВЧ энергии проводились на установке, показанной на рис.1.4. В этой установке источником электромагнитного излучения (I) служил другой гиротрон, позволяющий получать большее значение плотности потока СВЧ излучения, но с меньшей длительностью импульса. Генерируемое излучение по сверхразмерному волноводному тракту диаметром 80 мм (2) подавалось на излучатель (3), преобразующий волно-водную моду в КЕазигауссов пучок электромагнитных еолн эллиптического сечения с линейной поляризацией поля. Для повышения плотности потока мощности энергия излучения с помощью параболического зеркала (4) фокусировалась в пятно эллиптического сечения с полуосями (по уровню 0,5) равными 0,6 и 0,35 см [5 9]. На рис.1.5 представлены распределения интенсивности поля в фокусе, снятые едоль главных осей эллипса (X и У направления). Данные распределения снимались с помощью открытого конца подвижного полновода сечением 3x0,6 мм^. На этом же рисунке представлена зависимость плотности потока энергии вдоль направления распространения волны ( £ направление), построенная по результатам обработки поперечных

0.02

0.01

Op 1 4,5 2

Г, СИ

Рис. 1.3. Распределение плотности потока СВЧ энергии в пучке

Рис. 1.4. Схема установки

1 - гиротрон

2 - волноводньп" тракт

3 - излучатель

4 - параболическое зеркало

5 - термисторныи измеритель мощности

6 - направленны? ответвитель ■7 - поглощающий экран

8 - вакуумная камера

9 - диагностическое окно

-гц

1-« VY

Е-оти

L—u.

-2 -i 0 'I г цси 0

-3 -2 А о 'I 2 х,см

Eqth

Рис. 1.5. Распределение плотности потока СВЧ энергии в фокальной плоскости (оси у, и X ) и на оси пучка (ось Z ) распределений, снятых в различных сечениях.

Падающая мощность контролировалась термисторным измерителем мощности МЗ-22 (5) , связанным с передающим трактом направленным ответвителем (б) . Для измерения абсолютного значения падающей мощности термисторная головка измерителя была прокалибрована с помощью калориметра, который помещался в фокальной области СВЧ пучка. Плотность потока СВЧ излучения вычислялась по результатам измерения распределения поля и калориметрических измерений. Ее величина в фокальной плоскости на оси пучка могла изменяться от 30 до 150 кВт/см2. Длительность импульса СВЧ излучения составляла 40 мкс, на рис. 1.6 показана осциллограмма тока СВЧ диода , характеризующая форму СВЧ импульса.

За фокальной плоскостью помещался поглощающий экран (7) , с коэффициентом отражения по мощности не более 0,01.

Эксперименты проводились в вакуумной камере (8), С диаметр камеры 70 см, длина 150 см) с постоянной откачкой, рабочее давление устанавливалось специальным натекателем. СВЧ излучение вводилось в камеру через вакуумно-плотное слюдяное окно в волноводном тракте.

Инициация разряда, в большинстве экспериментов, проводилась с помощью специальной "метелки" из металлической проволоки диаметром 0,1 мм, которая располагалась в фокусе СВЧ пучка. Образование плазмы происходило в результате пробоя газа около острий проволоки. Пробой становится возможным даже при незначительной плотности мощности в СВЧ волне из-за квазистатического усиления электрического поля вблизи отдельного острия. Влияние квазистатического усиления поля на пробой воздуха в волноводе исследовалось подробно в работе [/4].

В экспериментах по исследованию несамостоятельного СВЧ раз

-zb

SD

-1t о

20 40 t,MKC

Рис.1.6. Форма импульса СВЧ излучения ряда плазма создавалась в результате фотоионизации газа ультрафиолетовым излучением стороннего мощного дугового разряда. Инициирующая "метелка" в этих экспериментах отсутствовала.

Схема дугового разрядника и его расположение относительно фокальной области СВЧ пучка показана на рис.1.7. Разряд возникал между центральным электродом (i) и экрашфующей заземленной сеткой (2) с ячейкой 0,5 мм. Дуга возникала в результате разряда конденсаторной батареи (3) емкостью С = 50 мкф через баластное сопротивление (4) R < 7 Ом. Синхронизация момента возникновения дуги производилась при помощи маломощного искрового разряда между дополнительным электродом (5) и сеткой. Конденсатор С заряжался от источника постоянного тока (6) до напряжения 2-3 кВ. На рис. 1.8 показаны осциллограммы тока разряда (а), пропорционального напряжению Ыш на сопротивления Rm , и осциллограмма тока СВЧ диода, пропорционального величине диагностической СВЧ мощности 5) , прошедшей по двухпроводной линии (7) Сем. п.1.2), находящейся на расстоянии L = 2 ем от сетки (2) . Измерения проводились в азоте. Минимум прохождения СВЧ волны соответствует А/е ~ ^З.Ю11 см"^, здесь А/е- концентрация электронов.

Пространственное распределение плазмы при отсутствии СВЧ поля соответствовало радиальному разлету квантов ультрафиолетового излучения с небольшим коэффициентом поглощения. Эксперименты по исследованию несамостоятельного СВЧ разряда проводились в воздухе и азоте технической чистоты (I% кислорода) при давлении 100 Торр. В этих условиях длина свободного пробега иониз!фующего излучения > I см.

Горение дугового разряда сопровождалось образованием ударной волны. Момент ее прихода в фокальную область пучка фиксировался при помощи рефракционного датчика Сем. п.1.2). Во время исследо

-но

Рис. 1.7. Схема дугового разрядника

1 - центральный электрод

2 - экранирующая сетка

3 - конденсаторная батарея

4 - балластное сопротивление

5 - дополнительный электрод

6 - источник постоянного тока

7 - двухпроводная линия

Рис. 1.8. Осциллограммы тока разряда (а) и сигнала СВЧ диода.диагностической СВЧ волны (б) вания несамостоятельного разряда дуговой источник располагался на таком расстоянии от оси 2 , чтобы ударная волна не успевала дойти до области фокуса за время длительности СВЧ импульса. Таким образом обеспечивалось однородное горение несамостоятельного СВЧ разряда.

Нагрев газа, необходимый для исследования влияния температуры газа на частоту его ионизации, также проводился в дуговом разряде. Нагретый и возбужденный в дуговом разряде газ вместе с распадающейся плазмой поднимался вверх в результате конвекции и диффузии и достигал за время 4/«600 мкс области СВЧ пучка. Приход плазмы регистрировался с помощью двойного зонда, расположенного в центре пучка. Импульс мощного СВЧ излучения синхронизовался с моментом достижения максимума зондового тока (см. рис. п.ZA ), тщ) соответствовало задержке между началом СВЧ импульса и началом дугового разряда At .

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Зорин, Владимир Гурьевич

Заключение

Б заключение перечислим основные результаты работы.

1. Экспериментально исследован-протяженный плазменный ореол то о вокруг СВЧ разряда в воздухе с концентрацией электронов 10 см . На основе экспериментальных данных предложен механизм образования ореола. Плазма возникает в результате фотоионизации молекул кислорода ультрафиолетовым излучением,генерируемым в разряде атомами кислорода при переходе возбулщенного атома с уровня основное состояние (Л= 102,57 нм, 6= 12,087 эВ). Атомарный кислород образуется в разряде в результате диссоциации. Данный механизм может реализоваться в разрядах высокого давления в воздухе и смесях газов, содержащих кислород.

2. Экспериментально исследован термический СВЧ разряд в пучке электромагнитных волн при высоких значениях плотности потока СВЧ энергии. Показано, что в условиях эксперимента реализуется новый фотоионизационный механизм движения термического СВЧ разряда. Стационарность движения обусловлена нагревом газа перед фронтом разряда за счет поглощения СВЧ энергии в плазменном ореоле, созданным ультрафиолетовым излучением из области термоионизации.

3. Экспериментально определено граничное значение плотности потока СВЧ энергии, которое соответствует смене характера ионизации газа в разряде. При потоке, меньшем гарничного, ионизация носит термический характер, при большем - неравновесный. Определены процессы, которые необходимо учитывать для правильного определения граничного значения.

4. Исследован механизм движения неравновесного СВЧ разряда при высоком давлении в воздухе. Показано, что движение связано с изобарическим нагревом газа в плазменном ореоле за счет поглощения СВЧ излучения до температуры, при которой плотность молекул падает до уровня необходимого для поддержания разряда.

5. Исследовано поддержание рекомбинационного режима СВЧ разряда в воздухе. Показано, что в рекомбинационном режиме разряд более устойчив по отношению к мелкомасштабному разбиению, связанному с ионизационно-перегревной неустойчивостью.

6. Экспериментально исследован несамостоятельный СВЧ разряд в пучке электромагнитных волн. Показано, что удельный энерговклад в газ (воздух или азот), при условии сохранения однородного горения, достигает величин, предельных для несамостоятельного тлеющего разряда.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Зорин, Владимир Гурьевич, 1985 год

1. Andronov А.А., Flyagin V.A., Gaponov A.V., Gol'denberg A.L., Petelin M.1., Usov V.G., Yulpatov V#K. The gyrotron: high-power source of millimetre and submillimetre waves. -Infrared Physiks, 1978, v.18, N2, p.385-393.

2. Bosisio R.G., Wertheimer M.R., Weissfloch C.F. The large volume microwave plasma generator (ШРТМ): a new tool for research and industrial processing, J.Microwave Power, 1972, v#7, U4, p.325-346.

3. Wightman J. P. Chemical effects of microwave discharges. -Proc.IEEE, 1974, v.62, N1, p.4-11.

4. Русанов В.Д., Фридман Л.А., Шолин В.Г. Физика химически активной плазмы с неравновесным колебательным возбуждением молекул. УФН, 1981, т.134, в.2, с.185-235.

5. Бутылкин Ю.П., Животов В.К., Крашенинников Е.Г. и др. Плаз-мо-химический цроцесс диссоциации СО в неравновесном СВЧ разряде ЖТФ, 1981, т.51, в.З, с.925-931.

6. Быков D.B., Голубев G.B., Гольденберг А.Л., Зорин В.Г.

7. Об использовании разряда, поддерживаемого мощным электромагнитным излучением диапазона миллиметровых волн в плазмохи-мии. ЖТФ, 1984, т.54, в.4, с.723-726.

8. Батанов Г.М., Коссый И.А., Лукьянчиков Г.С. Несамостоятельный СВЧ разряд и его использование в лазерной технике.- ЖТФ, 1980, т.50, в.2, с.346-349.

9. Богатов Н.А., Голубев С.В., Зорин В.Г. Несамостоятельный СВЧ разряд в пучке электромагнитных волн.- Письма в ЖТФ, 1984, т.Ю, в.5, с.271-274.

10. Гуревич А,В. Ионизованный слой в газе (в атмосфере). УФН, 1980, т.132, № 4, с.685-690.

11. Гильденбург В.Б.,Литвак А.Г. Высокочастотный разряд в полях электромагнитных волн. В кн.: Влияние мощного радиоизлучения на ионосферу. - Апатиты: ПГИ АН СССР, 1978, с.65-73.

12. Аскарьян Г.А., Коссый И.А., Холодилов В.А. Прямое механическое преобразование энергии' факела: турбинный, вибрационный и поршневой двигатели на СВЧ в лазерном факеле.- ЖИ, 1983, т.53, в.I, с.177-182.

13. Безматерных Л.И., Грозин Г.В. Исследование электрического пробоя в волноводе на частоте 9300 МГц. Изв.ВУЗов, Радиофизика, 1958, т.1, в.4, C.III-II5.

14. Райцын Д.Г. Электрическая прочность СВЧ устройств. М.: Сов.радио, 1977, 167 с.

15. Бродский Ю.Я., Голубев С.В., Зорин В.Г., Семенов В.Е.,

16. Лучинин А.Г. О новом механизме газодинамического распространения разряда. ЖЭТФ, 1983, т.84, № 5, с.1695-1701.

17. Мак-Дональд А. Сверхвысокочастотный пробой в газах. М.: Мир, 1969, 212 с.

18. Bethne G#W., Ruess A,D. Mechanism of radio-frequency-induced plasma shield propagation. Phys.Fluids, 1966, vw9, p.1430-1438,

19. Bethue G.W., Ruess A.D. Microwave-induced plasma shield propagation in rare gases. Phys.Fluids, 1969, v.12, p.822-829*

20. Мышенков В.И., Райзер Ю.П. Волна ионизации, распространяющаяся благодаря диффузии резонансных квантов и поддерживаемая сверхвысокочастотным излучением. ЖЭТФ, 1971, т.61,в.6, с.I822-I83I.

21. Ливенцов В.В., Русанов В.Д., Фридман А.А., Шолин Г.В.

22. О механизме распространения разряда в неравновесных плазмо-химических системах диссоциации С0£. Письма ЖТФ, 1981, т.7, в.З, с.163-169.

23. Голубев С.В., Зорин В.Г., Семенов В.Е. Исследование СВЧ разряда в воздухе в условиях предварительного возбуждения нейтральных молекул. Физика плазмы, 1983, т.9, в.6, с.1292-1296.

24. Brodsky Yu.Ya., Golubev S.V., Zorin V.G. et al. Dynamics of a H.F. discharge in an oversize waveguide, Proc. XV Int.Conf. on Phenomena in Ionized Gases. Minsk, 1981, Contr. Papers, pt.1, p.121-122.

25. Benst W., Ford W.L. Arcing in CW transmitters. Microwave J.MMT, 1961, v#10, p.91-99

26. Бродский Ю.Я., Венедиктов Н.П., Голубев С.В., Зорин В.Г., Коссый И.А. Экспериментальное исследование неравновесного СВЧ разряда при атмосферном давлении в воздухе. Письма ЖТФ, 1984, т.10, № 3, с.187-190.

27. Райзер Ю.П. Лазерная искра и распространение разрядов. М.: Наука, 1974, 308 с.

28. Pozin D. The microwave spark. Phys.Rev., 1948, v.73, H5.

29. Блинов Л.М., Володько В.В., Гонтарев Г.Г., Лысов Г.В., Полак Л.С. Сверхвысокочастотные плазмотроны, их характеристики и область применения. В кн.: Генератор низкотемпературной плазмы.М.:Энергия, 1969, с.57-83.

30. Балтии Л.М., Батенин В.М., Девяткин И.И., Лебедева В.Р., Цемко И.И. Стационарный СВЧ разряд в азоте при атмосферном давлении. Теплофизика высоких температур, 1968, т.6, в.5, C.II05-III2.

31. Батенин В.М., Девяткин И.И., Зродников B.C.,Климовский И.И., Цемко И.И. Экспериментальное исследование движения фронта ионизации в СВЧ электромагнитном поле. Теплофизика высоких температур, 1971, т.9, в.5, с.896-900.

32. Батенин В.М., Зродников B.C., Климовский И.И., Цемко И.И. О механизме распространения сверхвысокочастотного разряда в воздухе. ЖЭТФ, 1972, т.63, в.3(9), с.854-860.

33. Райзер Ю.П. Распространение сверхвысокочастотного разряда высокого давления. ЖЭТФ, 1971, т.61, в.1, с.222-234.

34. Поюровская И.Е., Трибельский М.И., Фишер В.И. О волне ионизации, поддерживаемой мощным монохроматическим излучением.-ЖЭТФ, 1982, т.82, в.6, с.1840-1852.

35. Грицинин С.И., Коссый И.А., Силаков В.П., Тарасова Н.М. Динамика колебательного возбуждения и нагрева азота в процессе и после импульсного СВЧ разряда. Теплофизика высоких температур, 1984, т.22, № 4, с.672-678.

36. Грицинин С.И., Коссый И.А., Силаков В.П., Тарасова Н.М.

37. О релаксации колебательной энергии после импульсного СВЧ разряда в азоте. Краткие сообщения по физике. Экспериментальная и теоретическая физика. М.: ФИ АН СССР, 1983,№ б, с.13-17.

38. Грицинин С.И., Коссый И.А., Тарасова Н.М. Несамостоятельный СВЧ разряд в азоте при высоком давлении. В кн.: II Всесоюзное совещание по физике электрического пробоя газа. Тезисы докладов. - Тарту, ТГУ, 1984, т.2, с.431-433.

39. Mainbridge G.R., Prowse W.A. The absorption of ultraviolet ionizing radiation in gases, Can.J.Phys., 1956, v.34, N10, p.1038-1045.

40. Penney G.W., Hummert G.T. Photoionization measurements in air, oxygen and nitrogen. J.Appl.Phys., 1970, v.41, N2, p.572-580.

41. Ретер Г. Электронные лавины и пробой в газах.-М.:Мир,1968, с.151.

42. Железняк М.Б., Мнацаканян А.Х.,Сизых С.В. Фотоионизация смеси азота и кислорода излучением газового разряда. Теплофизика высоких температур, 1982, т.20, в.З, с.432-438.

43. Батенин В.М., Климовский И.И., Хамраев В.Р. Распространение СВЧ разряда в тяжелых атомарных газах. ЮТФ, 1976, т.71, в.2(8), с.603-612.

44. Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов. М.: Наука, 1980, 415 с.

45. Карнюшин В.Н., Солоухин Р.И. Макроскопические и молекулярные процессы в газовых лазерах. М.: Атомиздат,1981,200 с.

46. Напартович А.П., Наумов В.Г., Шашков В.М. О распаде плазмы тлеющего разряда в постоянном электрическом поле. Физика плазмы, 1975, т.1, в.5, с.821-829.

47. Allison J., Gullen A.L., Zavody A• A microwave plasma discharge. Nature, 1962, v.193, N4811, p.72-79.

48. Ballen W.M., Yee C.L., Ali A.W., Nagorney M.J., Read M.E. High-power microwave energy coupling to nitrogen during breakdown. J.Appl.Phys., 1983, v.54, N1, p.101-106.

49. Gold S.H., Black W.H., Granatstein V.b., Kinkead A.K.

50. Breakdown at the atmosphere by emission from a millimeterwave free-electron maser. Appl.Phys.Lett., 1983, v.43, N10, p.922-925.

51. Вихарев А.Л., Иванов О.А., Семенов В.Е., Степанов А.Н. -СВЧ разряд в пересекающихся волновых пучках. В кн.: У1 Всесоюзная конференция по физике низкотемпературной плазмы. Тезисы докладов. - Л.: ЛГУ, 1983, т.1, с.305-307.

52. Вихарев А.Л., Гильденбург В.Б., Иванов О.А.,Степанов А.Н.-СВЧ разряд в пересекающихся пучках электромагнитных волн. -Физика плазмы, 1984, т.10, в.1, с.165 168.

53. Carter W.H., Wieting T.J. The field distribution of a focused Gaussian beam reflected at 45° from a conducting plane and its effects in plasma-ignited experiments. -J.Appl.Phys., 1983, v.54, N2, p.519-529.

54. Гильденбург В.Б., Ким А.В. Ионизационно перегревная неустойчивость в поле электромагнитной волны. - Физика плазмы, 1980, т.6, в.4, с.904-909.

55. Голубев С.В., Венедиктов Н.П., Зорин В.Г. Экспериментальное исследование "фотоионизационного" механизма движения СВЧ разряда. Тезисы докладов ,У1 Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы. - Л.: ЛГУ, 1983, т.1,с.299 301.

56. Богатов Н.А., Голубев С.В., Зорин В.Г. Ионизирующее излучение СВЧ разряда. Письма в ЖГФ, 1983, т.9, в.14, с.888-891.

57. Власов С.Н., Загрядская Л.И., Орлова И.М. Квазиоптическое фокусирующее устройство. Авт.свид.№ °92482, 1977 год.

58. Новикова К.Д.,Ульянов К.Н. Зондовая диагностика нестационарной плазмы при высоких давлениях. Физика плазмы, 1978,т.4, в.1, с.144 150.

59. Акишев Ю.С., Напартович А.П. О зондовых измерениях в тлеющем разряде при повышенном давлении. ДАН СССР, 1978,т.242, № 4, с.931 936.

60. Mayhan J.T., Fante R.L., 0*Keefe et al. Comparison of various microwave breakdown prediction models. J.Appl.Phys.,1971, v.42, N13, p.5362-5369.

61. Гайсин Ф.М., Даутов Г.Ю., Миннингулов A.M. Применение линии Лехера для исследования концентрации электронов в слабоиони-зованной плазме. В кн.: Всесоюзная школа-конференция молодых ученых по физике плазмы. Тезисы докладов. Харьков,1977, с.127.

62. Бреховских А.В. Волны в плоскослоистых средах. М.,Наука, 1962, с.35.

63. Ефимов И.Е., Останькович Г.А. Радиочастотные линии передачи.-М.: Связь, 1977, 408 с.

64. Handbook of Diffraction Gratings Ruled and Holographic. Jobin Yvon Division dinstruments. S.A. (France), p.6.

65. Васильев Л.А. Теневые методы. M.: Наука, 1967, с.21.

66. Александров Н.Л., Высикайло Ф.И., Исламов Р.Ш.,Кочетов И.В., Напартович А.П.,Певгов В.Г. Функция распределения электронов в смеси: М2:02 =4:1. Теплофизика высоких температур, 1981, т.19, в.1, с.22-27.

67. Смирнов Б.М. Ионы и возбужденные атомы в плазме. М.: Атомиздат, 1974, с.307.

68. Елецкий А.В., Смирнов Б.М. Диссоциативная рекомбинация электрона и молекулярного иона. УФН, 1982, т.136, в.1, с.25 - 59.

69. Очерки физики и химии низкотемпературной плазмы. Ред. Полак А.С., М.: Наука, 1971, с.216.

70. Huffman R.E., Larrabee J.C., Tanaka Y. Absorption coefficients of oxygen in the 1060-580 A wavelength region.

71. J.Chem.Phys., 19 , v.40, N2, p.356-365.

72. Ватанабе К. Поглощение коротковолнового излучения ватмосфере. В кн. Исследование верхней атмосферы с помощью ракет и спутников. М.: Иностранная литература, I96I,c.3I6.-f ГУ —

73. Cramarossa P., d*Agostino R., Mollnari E. Kinetics of oxygen atom production in R.F. discharges of moderate pressures. Beitruge aus der Plasma Physik, 1978, Bd.18, H5, S.301-315.

74. Быков Ю.В. Диссоциация кислорода и образование озона в самостоятельном СВЧ разряде. Химия высоких энергий, 1984, т.18, № 4, с.347-353.

75. Стриганов А.Р., Одинцова Г.А. Таблицы спектральных линий атомов и ионов. Справочник. М.: Энергоиздат,1982,с.74.

76. Bell А.Т. Chemical reaction in non-equilibrium plasmas. -Proc. XEII Int.Conf. on Phenomena in Ionized Gases, Berlin, 1977, Invited Lectures, p.19-33.

77. Przybylski A. Untersuchung uber die "gasionizierende" Strahlung einer Entlaching. Zeitschrift fur Physik, 1958, Bd.151, N1, S.264-280.

78. Racther H. Ionizing radiation accompanying a spark discharge. Z.Phys., 1938, Bd.10, H2, S.611-622.

79. Леб Л. Основные процессы электрических разрядов в газах. Перевод с англ. Под ред. Капцова Н.А. М.: Гостехиздат, 1950, с.137.

80. Лозанский Э.Д., Фирсов О.Б. Теория искры. М.: Атомиздат, 1975, с.139.

81. Райзер Ю.П. Нагревание газа под действием мощного светового импульса. ЖЭТФ, 1965, т.48, № 5, с.1508 - 1519,

82. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966, с.507.

83. Мак-Даниэль И. Процессы столкновений в ионизованных газах. -М.: Мир, 1967, с.831.

84. Бородачева Т.В., Семенов В.Е. Электродинамика фотоионизационного механизма газодинамического движения разряда. ЖТФ, в печати.

85. Лупан Ю.А. Об одной возможности уточнения результатов элементарной теории ВЧ разряда в воздухе. ЖТФ, 1976, т.46, в.II, с.2321 - 2326.

86. Александров Н.Л., Кончаков A.M., Сон Э.Е. Функция распределения электронов и кинетические коэффициенты азотной плазмы. II. Колебательно-возбужденные молекулы. Физика плазмы, 1968, т.4,в.5, сЛ182 - 1187.

87. Brunet Н., Vincent P., Rossa Serra J. Ionization mechanism in a nitrogen glow dischargeJ.Appl.Phys., 1983, v.54, N9, p.4951-4957.

88. Сон Э.Е. Влияние колебательной температуры на скорости электронных возбуждений двухатомных молекул. Теплофизика высоких температур, 1978, т.16, в.6, с.

89. Light G.C., Taylor Е,С, Microwave breakdown in high-temperature air, J.Appl.Phys., 1968, v.39, Ю, p.1591-1597.

90. Долак Л.С., Овсянников А.А., Словецкий Д.И., Вурзель В.М. Теоретическая и прикладная плазмохимия. М.: Наука, 1У75, с.260.

91. У2. Велихов £.11., Письменный В.Д., Рахимов А.Г. Несамостоятельный газовый разряд, возбуждающий непрерывные Со^ лазеры.-УФН, 1У77, т.122, в.З, с.419 - 448.

92. Баранов Ю.В., Высикайло Ф.И., Напартович А.П. и др.

93. Контракция распадающейся плазмы разряда в азоте. Физика плазмы, 1978, т.4, в.2, с.358-365.

94. Камардин И.JI., Кучинский А.А., Родичкин В.А., Шанский В.Ф. Экспериментальное исследование нагрева молекулярного азота в импульсном самостоятельном разряде. Теплофизика высоких температур, 1983, т.21, в.2, с.224-228.

95. Бычков Ю.И., Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Импульсный разряд в газе в условиях интенсивной ионизации электронами. УФН, 1978, т.126, в.З, с.451-477.

96. Семенов В.Е. Динамика СВЧ разряда в волновых и квазистатических полях. Дис. кацд.физ.-мат.наук. - Горький, 1983. - 180 с.

97. ГуревичД.Б., Канатенко М.А., Подмошенский И.В. Развитие пробоя в несамостоятельном объемном разряде с внешней фотоионизацией. Физика плазмы, 1979, т.5, в.6, с.1359-1364.

98. Бродский Ю.Я., Голубев С.Въ, Зорин В.Г., Семенов В.Е., Фрайман Г.М. Газодинамическая модель неравновесного СВЧ разряда. У Всесоюзная конференция по физике низкотемпературной плазмы. Тезисы докладов, Киев, 1979, с.НО.

99. Долак Л.С., Сергеев И.А., Словецкий Д.И. Механизм ионизации и ионной конверсии в тлеющем разряде в азоте. Теплофизика высоких температур, 1977, т.15, в.1, с.15-21.

100. Генкин С.А., Королев Ю.Д., Работкин В.Г., Хузеев А.П. Исследование пространственной структуры объемного разряда, инициированного электронным пучком в воздухе при среднем давлении. Физика плазмы, 1981, т.7, в.З, с.598-603.

101. Месси Г. Отрицательные ионы. М.: Мир, 1979, 752 с.

102. Мак Таггарт Ф. Плазмохимические реакции в электрических разрядах. М.: Атомиздат, 1972, с.133.

103. Pack J.L., Phelps A.V. Electron attachment and detachment, I. Pure 02 at low energy, J.Chem.Phys., 1966, v.44, П5, p.1870-1883.

104. Александров Н.Л. Разрушение ионов 0^ при столкновении с молекулами. Теплофизика высоких температур, 1980, т.18, в.5, с.911-917.

105. Гильденбург В.Б., Семенов В.Е. Диффузионный порог СВЧ пробоя газа в неоднородных полях. Горький, 1982. (Препринт ИЩ АН СССР; № 61).