Механизм пробоя водяного диэлектрика сильноточных импульсивных ускорителей заряженных частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат физико-математических наук Воробьев, Владислав Васильевич
- Специальность ВАК РФ01.04.20
- Количество страниц 123
Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Воробьев, Владислав Васильевич
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.II
ГЛАВА Л. МЕТОДЫ АНАЛИЗА СТАТИСТИЧЕСКИХ РАСПЕЕДЕЛЕНИИ
§ 2.1. Построение распределений.
§ 2.2. Последовательные процессы.
§ 2.3. Параллельные процессы
§ 2.4. Зависимость от площади электродов.
ГЛАВА Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАЧАЛЬНЫХ
СТАДИЙ РАЗВИТИЯ РАЗРЯДА В ВОДЕ.
§ 3.1. Схема установки и регистрирующая аппаратура
§ 3.2. Оптические исследования начальных стадий развития разряда в воде
§ 3.3. Статистические распределения.
§ 3.4. Анализ статистических распределений.
ГЛАВА 1У. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОБОЯ ВОДЫ В СИСТЕМЕ
С "ДИФФУЗИОННЫМИ'1 ЭЛЕКТРОДАМИ.
§ 4.1. Схема установки и измерительные системы.
§ 4.2. Результаты экспериментов.
ГЛАВА У. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
§ 5.1. Промежуток с проводящими слоями.
§ 5.2. Пробой воды в промежутке с неэкранированными электродами.
§ 5.3. Оценки параметров канала лидера.
ГЛАВА У1. ВОДЯНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ В СИЛЬНОТОЧНЫХ УСКОРИТЕЛЯХ
ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ.
§ 6.1. Использование водяного диэлектрика в ускорителях ИЯФ СО АН СССР.
§ 6.2. Возможности применения экранирования поверхностей электродов
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», 01.04.20 шифр ВАК
Предпробойные явления в жидкостях в квазиоднородном электрическом поле2001 год, доктор физико-математических наук Климкин, Виктор Федорович
Предпробойные явления и развитие импульсных разрядов в сильноточных коммутаторах низкого давления с холодным катодом2011 год, доктор физико-математических наук Шемякин, Илья Александрович
Исследования предпробивных процессов в воде с приэлектродными пузырьками в микросекундном диапазоне2008 год, кандидат технических наук Мелехов, Александр Викторович
Электрическое разрушение полимерных диэлектрических пленок в условиях подавления частичных разрядов2009 год, доктор физико-математических наук Сударь, Николай Тобисович
Оптические исследования предпробивных явлений в воде в наносекундном диапазоне1977 год, кандидат технических наук Яншин, Эдуард Васильевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизм пробоя водяного диэлектрика сильноточных импульсивных ускорителей заряженных частиц»
В начале 70-х годов возникла необходимость в создании нано-сецундных сильноточных ускорителей заряженных частиц мегавольтно-го диапазона. Такие ускорители требовались дан исследований по нагреву плазмы релятивистским электронным пучком (РЭП), проводимых в ШФ СО АН СССР /I/ и в ИАЭ им.И.В.Курчатова /2/, для получения мощных потоков рентгеновского излучения /3/, для создания мощных лазеров с накачкой электронным пучком и т.п. Преимущество использования РЭП с мегавольтной энергией для нагрева плазмы заключается в возможности получения необходимых значений мощностей ( Вт) при умеренных значениях тока пучка, что облегчает решение проблемы транспортировки пучков в продольном магнитном поле от источника до плазмы. Сильноточный ускоритель нанос ехидного диапазона включает в себя следующие основные элементы: первичный источник энергии, в качестве которого moijt использоваться либо генератор импульсных напряжений Аркадьева-Маркса, либо низковольтная ( U ~ 50+100 кВ) батарея с импульсным повышающим трансформатором; формирующая линия; передающая линия; ускорительная трубка. Энергия от первичного источника передается в формирующую линию, нацряжение на которой определяется требуемой величиной энергии ускоряемых частиц. Импульсная зарядка формирующей линии имеет преимущество по сравнению с зарядкой от источника постоянного напряжения, так как при этом существенно сокращаются габариты устройства из-за увеличения электрической прочности изоляции. Энергия из формирующей линии по линии передачи подводится к ускорительной: трубке, где и осуществляется генерация заряженных частиц.
Электрические характеристики и размеры формирующих и передающих линий определяются требуемыми параметрами генерируемых пучков и электрическими свойствами диэлектриков, используемых в этих линиях. Для того, чтобы первичный источник энергии не оказывал заметного влияния на цроцесс генерации основного импульса напряжения при разряде формирующей линии на линию передачи, необходимо выполнение условия существенного превышения времени зарядки формирующей линии над длительностью рабочего импульса. Т.е. при требуемой длительности пучка заряженных частиц Тц ~ 100 не время зарядки формирующей линии должно быть ^ I мкс. Для уменьшения габаритов формирующего устройства выгодно применять в нем диэлектрики с большой электрической прочностью и с большой диэлектрической проницаемостью, обеспечивая высокую удельную плотность энергии tEZ/&3Г . Кроме того, при использовании изоляции с большим значением £ сокращается длина формирующей и передающей линий вследствие уменьшения скорости электромагнитной волны в диэлектрике с ростом <5 (V=C//£).
В конце 60-х годов Г.И.Будкер предложил развивать в ИЯФ работы по использованию в высоковольтных импульсных устройствах в качестве диэлектрика дистиллированную воду. Источники РЭП с водяной изоляцией создавались в Институте на базе накопленного опыта по разработке мощных высоковольтных генераторов импульсов с водяным диэлектриком /4,5/, используемых в экспериментах по нагреву плазмы с помощью бесстолкновительных ударных волн /6/. Высокая диэлектрическая постоянная ( б — 80) и большая импульсная электрическая прочность воды ( £ ~ 0,5 МВ/см) /7,8/ позволяют создавать накопители энергии с высоким удельным энергозапасом. Креме того, вода обладает еще одним, необходимым для подобных систем, свойством - способностью быстро восстанавливать электрическую прочность после пробоя. Недостаток водяной изоляции -относительно большая электропроводность. Постоянная времени саморазрядки очищенной воды, определяемая выражением Xp^tfi/Mst ( J) - удельное сопротивление воды), составляет Тр ~ 10*50 мкс.
Поэтому формирующая линия с водяным диэлектриком требует импульсной зарядки за время, заметно меньшее времени Тр , т.е. должно быть 14-5 шсс. Отсюда следует, что указанный недостаток не мешает использовать водяную изоляцию в наносе^ундных ускорителях при хорошей очистке воды.
Эффективное развитие импульсных сильноточных источников РЭП с водяной изоляцией тормозил низкий уровень представлений, существовавших к началу 70-х годов о пробое воды, также как и о пробое других жидкостей. Для объяснения пробоя жидкостей было предложено несколько различных теорий /9-13/: теория ударной ионизации и холодной эмиссии, тепловая теория, теория влияния на пробой жидкостей приэлектродных пузырьков и др. Существование различных теорий указывает на то, что процессы, определяющие пробой жидкостей, т.е. начальные стадии развития разряда, экспериментально изучены очень слабо. Особенно это относится к цробою в условиях однородного электрического поля в микросевундном и наносекувдном диапазонах, т.е. в условиях необходимых для работы формирующих и передающих линий ускорителей пучков наносекундной длительности.
Исходя из актуальности и слабой изученности проблемы использования воды в качестве диэлектрика в элементах сильноточных ускорителей заряженных частиц, перед автором настоящей работы, имеющим опыт в исследованиях пробоя газов с использованием высокоскоростных электронно-оптических преобразователей /14/ была поставлена задача:
- провести исследования начальных стадий развития разряда в воде в однородном поле в микросекундном диапазоне с целью оценки перспектив развития сильноточных ускорителей с водяной изоляцией.
Используя первые результаты настоящих исследований /15/, Д.Д.Рютов предложил для исключения влияния приэлектродных эффектов на пробой жидкости создавать у поверхностей электродов переходные слои с плавно спадающей в глубь жидкости цроводимостью 16 . В связи с появлением этой идеи в настоящей работе решалась и другая задача:
- исследовать пробой воды в цромежутке с проводящими при-электродными слоями с целью оценки возможности использования диффузионных слоев в высоковольтных формирующих устройствах с водяной изоляцией.
Поставленные задачи решались комплексными исследованиями с применением высокоскоростной оптической регистрации цредпробивных процессов и статистических методов анализа результатов экспериментов.
Диссертация состоит из шести глав, заключения и одного црило-жения.
В главе I содержится краткий обзор основных предшествующих теоретических и экспериментальных работ по пробою жидкостей.
В главе П дается описание разработанного автором данной работы метода анализа статистических распределений длительности протекания процессов, характеризующих пробой диэлектриков.
В главе Ш цриводятся результаты оптических и статистических 4 исследований механизма пробоя воды в однородном электрическом поле в микросекундном диапазоне в цромежутке со сплошными металлическими электродами. Установлено несколько последовательных стадий в развитии разряда до момента пробоя.
В главе 1У приводятся результаты влияния экранировки металлических электродов проводящими слоями на цробой воды. Выявлено различное влияние проводящих слоев для случаев: I) экранировка только катода; 2) экранировка только анода; 3) экранировка и катода и анода.
В главе У приводится анализ полученных результатов экспериментов. По результатам анализа дается модель механизма развития разряда в воде. Предлагается механизм инициации разряда в воде, основанный на эффекте увеличения степени диссоциации молекул воды в сильном электрическом поле.
В главе У1 приводится обзор импульсных сильноточных ускорителей РЭП, созданных в ШФ СО АН СССР, разработка которых в значительной степени опиралась на представления о механизме пробоя воды, полученные по результатам данной работы. Показана перспективность возможности использования диффузионных слоев в высоковольтных формирующих линиях полоскового типа.
В приложении приводится расчет распределения электрического поля в промежутке с экранированными электродами.
К защите представлены следующие тезисы:
1. Получены аналитические выражения, описывающие статистическое распределение длительности сложного явления, представляющего собой последовательность цростых статистических процессов. На основании подученных выражений дается метод анализа совместных статистических распределений, позволяющий простыми средствами выявлять наличие последовательных статистических процессов в сложном явлении, каким является, в частности, пробой диэлектриков, и определять значения их характерных параметров (например, средняя длительность каждого процесса).
2. Получено аналитическое выражение, описывающее совместное статистическое распределение двух конкурирующих (параллельных) событий, на основании которого дается метод определения из совместного распределения параметров, характеризующих каждое событие.
3. Предлагается статистический метод определения зависимости среднего времени запаздывания пробоя от площади электродов при проведении экспериментов в условиях с постоянной площадью электродов.
4. Экспериментально установлены четыре следующих друг за другом стадии развития разряда в воде до момента цробоя: I) стадия вклада энергии в некоторый малый объем воды; 2) стадия появления вблизи электрода оптической неоднородности, которая связывается с возникновением микропузырьков в этом месте; 3) стадия возникновения на месте оптической неоднородности слабого свечения, которое связывается с ионизацией сформировавшихся микропузырь ков; 4) стадия формирования лидера.
5. Экспериментально установлено, что при высоких значениях напряженности поля пробой однородного промежутка осуществляется положительным лидером, а при низких значениях поля и больших временах запаздывания пробоя - либо положительным, либо отрицательным лидером. При этом средняя скорость положительного лидера существенно цревосходит среднюю скорость отрицательного лидера.
6. Экспериментально установлено, что инициация разряда в воде в однородном поле осуществляется с того электрода, на котором наблюдается возникновение лидера, приводящего к цробою промежутка, т.е. катодные цроцесеы не влияют на формирование пробоя с анода, соответственно анодные процессы не влияют на формирование пробоя с катода.
7. Экспериментально установлено, что инициация цробоя происходит с жестко зафиксированных микронеоднородностей, расположенных на поверхностях электродов.
8. Экспериментально выявленная зависимость длительности первоначального вклада энергии в воду вблизи положительного электрода от напряженности поля в промежутке хорошо объясняется эффектом увеличения степени диссоциации молекул воды на ионы Б4" и ОН" под действием сильного электрического поля.
9. Анализ результатов оптических и статистических измерений показал, что основное различие в характере пробоя водяного цромежутка с катода и с анода заключается в существенно меньшей средней скорости отрицательного лидера по сравнению со средней скоростью положительного лидера.
10. Экспериментально установлено, что истинная пробивная напряженность электрического поля в воде существенно больше наблюдаемой в экспериментах по пробою воды в обычных условиях.
Основные результаты представленных исследований опубликованы в работах:
1. Алхимов А.П., Воробьев В.В., Климкин В.Ф., Пономарен-ко А.Г., Солоухин Р.И. 0 развитии электрического разряда в воде. ДАН СССР, 1970, т.194, & 5, C.I052-I054.
2. Алхимов А.П., Воробьев В.В., Климкин В.Ф., Пономаренко А.Г., Солоухин Р.И. Исследование механизма электрического пробоя дистиллированной воды в наносекундном диапазоне. Тезисы докладов на заседании секции 17 Научного Совета АН СССР по теоретическим и электрофизическим проблемам энергетики, Томск, изд-во Ш, 1971, с.20-21.
3. Воробьёв В.В., Капитонов В.А., Кругляков Э.Д. Увеличение электрической прочности воды в системе с "диффузионными" электродами. Письма в ЖЭТФ, 1974, т.19, № 2, с.95-98.
4. Воробьев В.В., Капитонов В.А., Князев Б.А., Кругляков Э.П. Постоянная Керра воды. 1МТФ, 1976, № I, с.157-160.
5. Воробьев В.В., Капитонов В.А., Кругляков Э.П., Цидул-ко Ю.А. Исследование пробоя воды в системе с "диффузионными" электродами. ЖГФ, 1980, т.50, № 5, с.993-999.
6. Авроров А.П., Воробьев В.В. Статистические исследования механизма пробоя воды в микросекундном диапазоне. Препринт ШФ СО АН СССР, Новосибирск, 1983, В 83-69.
Похожие диссертационные работы по специальности «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», 01.04.20 шифр ВАК
Исследование сильноточного разряда низкого давления с полым катодом в условиях генерации жесткого ультрафиолетового излучения2010 год, кандидат физико-математических наук Ландль, Николай Владимирович
Дефектообразование, ударная ионизация и электрическая прочность микронных слоев щелочно-галоидных кристаллов2002 год, доктор физико-математических наук Еханин, Сергей Георгиевич
Кинетические процессы в поперечных наносекундных электрических разрядах с полым катодом2012 год, доктор физико-математических наук Иминов, Кади Османович
Влияние процессов в порах поверхности электродов на вакуумную электроизоляцию1998 год, доктор физико-математических наук Татаринова, Нина Владимировна
Исследование многоочагового электрического разряда в жидкости2006 год, кандидат технических наук Дрожжин, Алексей Петрович
Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Воробьев, Владислав Васильевич
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективность использования воды в качестве диэлектрика в сильноточных ускорителях заряженных частиц мегавольтного диапазона наносекундной длительности привела к необходимости изучения пробоя воды. Обзор работ, проведенных к началу данных исследований по пробою жидкостей, показал слабую изученность механизма развития разряда в жидкости, в частности, в воде, что связано с недостаточностью экспериментальных исследований предцробивных процессов. Задачей данной работы являлось выяснение начальных стадий развития разряда в воде в однородном поле в микросекундном диапазоне. В настоящей работе приводятся:
I. Вывод аналитических выражений, описывающих статистическое распределение длительности сложного явления, представляющего собой последовательность простых статистических процессов. На основании полученных выражений дается метод анализа совместных статистических распределений, позволяющий простыми средствами выявить наличие последовательных статистических процессов в сложном явлении, каким является, в частности, пробой диэлектриков, и определять значения их характерных параметров (например, средняя длительность каждого процесса). Аналитические выражения получены в предположении, что последовательные процессы статистически независимы и статистика их определяется показательным распределением со своими для каждого процесса характерными параметрами. Предлагаемый метод использовался при анализе статистических распределений, полученных в данных экспериментах, причем для этих распределений оказалось справедливым предположение о статистической независимости последовательных процессов.
П. Вывод аналитического выражения, описывающего совместное статистическое распределение двух конкурирующих (параллельных) событий, на основании которого дается метод определения из совместного распределения параметров, характеризующих каждое событие* Под конкурирующими событиями понимаются здесь такие статистически независимые события, каждое из которых появляется заметное число раз в большом числе опытов, но в отдельном опыте происходит только одно какое-либо событие. Аналитическое выражение подучено для случая, когда статистика параллельных процессов определяется показательным законом. Из полученного выражения еле.дует, что при различных значениях нефлуктуирующего параметра (время формирования пробоя) каждого отдельного события на кривой совместного распределения будет наблюдаться характерный излом. При этом кривая до излома характеризует одно событие, а после излома - оба события. Указанный метод использовался при анализе экспериментального распределения, полученного в данных исследованиях при напряженности поля Е0 = 0,33 МВ/см, когда наблюдались пробои как с анода, так и с катода.
Ш. Статистический метод определения зависимости среднего времени запаздывания пробоя от площади электродов, при проведении экспериментов в условиях с постоянной площадью электродов. При этом методе график указанной зависимости однозначно характеризуется статистическим распределением времени запаздывания пробоя, построенным в координатах -Ctifl^t^ ( Q - вероятность не осуществления пробоя за время t I - время запаздывания пробоя). Использование данного метода при анализе экспериментальных результатов статистических измерений позволяет выявить эмпирическую зависимость пробивной напряженности поля от среднего времени что и было осуществлено в настоящей работе.
Следует подчеркнуть, что предлагаемые методы анализа совместных статистических распределений могут служить простым, но запаздывания пробоя и от площади электродов эффективным инструментом при исследованиях пробоя любых диэлектриков. Использование этих методов позволяет выявлять наличие отдельных процессов в механизме пробоя .диэлектриков, определять характерные их параметры, выявлять зависимость этих параметров от различных факторов (например,напряженность поля в промежутке), правильно выбирать условия экспериментов, чтобы какой-либо интересующий исследователя процесс был наиболее выделенным на совместном распределении, правильно выбирать регистрирующую аппаратуру для конкретного выяснения природы выявленных процессов.
1У. Результаты оптической регистрации предпробиадых процессов в промежутке, осуществленной с помощью ЭОП, ФЭУ и интегральной съемки фотоаппаратом. При оптической регистрации выявлены три следующих друг за .другом стадии развития разряда до момента пробоя: I) стадия появления вблизи электрода оптической неоднородности, которая связывается с возникновением микропузырьков; 2) стадия ионизации возникших микропузырьков; 3) стадия формирования лидера. Оптическая съемка лидерной стадии показала, что при напряженностях поля £0 0,33 МВ/см пробой промежутка осуществлялся положительным лидером, а при £Q = 0,33 МВ/см и tj ^ 2,5 мкс - либо положительным, либо отрицательным лидером. При этом средняя скорость положительного лидера ( у+ог106*107см/с) существенно превосходила среднюю скорость отрицательного лидера ( V~I05 см/с). По мере продвижения лидера в глубь промежутка скорость его увеличивалась. На интегральных снимках, полученных в следующих друг за .другом опытах по пробою промежутка, зафиксированы незавершенные отрицательные лидеры, расположенные несколько в стороне от основного канала пробоя. Незавершенный лидер в каждом из этих опытов развивался с одного и того же локального места на катоде, хотя основной канал пробоя возникал каждый раз в новом месте.
Отмеченные результаты стимулировали работы по исследованию влияния внешнего давления на электрическую прочность воды /72/, а также представленные в данной работе исследования цробоя воды в промежутке с электродами, экранированными проводящими слоями. Представления о механизме цробоя воды, полученные на основании Приведенных результатов, способствовали созданию в ИЯФ СО АН СССР ряда сильноточных генераторов РЭП с водяной изоляцией /72-77/.
У. Результаты статистических исследований времени запаздывания цробоя и длительности предпробивного свечения в промежутке. По результатам измерения значений указанных величин строились их статистические распределения. Анализ этих расцределений по предложенной в данной работе методике позволил выделить четыре последовательных процесса в механизме развития разряда в воде до момента резкого спада напряжения на цромежутке. Два наиболее коротких по длительности процесса соотносятся с процессом ионизации микропузырьков и с процессом распространения лидера в воде. Два других, более медленных, процесса протекают до момента возникновения свечения в промежутке. Из полной функции распределения времени запаздывания (tj ) пробоя, происходящего при £q = 0,33 МВ/см, была выделена функция распределения для случая инициации пробоя с катода. При этом выяснилось, что статистические части распределений для случаев цробоя с катода и с анода мало отличаются друг от друга, однако длительность нефлуктуирущей части распределения (время формирования пробоя) для цробоя с катода существенно превосходят подобную длительность в случае цробоя с анода. Кроме того оказалось, что указанное время формирования пробоя с катода соответствует времени распространения отрицательного лидера через промежуток.
Выявленные при статистических исследованиях процессы соотносились с физическими процессами, зарегистрированными оптическими методами, следовательно, закономерности, характеризующие статистические процессы, приписывались соответствующим физическим процессам.
У1. Результаты экспериментов по цробою воды в промежутке с электродами, экранированными проводящими слоями. Экспериментально показано, что при экранировании таким слоем только катода пробой промежутка осуществлялся с анода, а время запаздывания пробоя оставалось практически таким же,' как и в случае неэкранированных электродов. При экранировании проводящим слоем только анода инициирование цробоя регулярно осуществлялось с катода, при этом пробивная напряженность электрического поля возросла примерно в 2 раза по сравнению со случаем однородного промежутка. Экранирование проводящими слоями катодного и анодного электродов привело к увеличению электрической прочности чистой воды примерно в 4 раза. Инициирование пробоя в этих условиях начиналось в объеме жидкости вблизи границы слоя и, по-видимому, связано с действием пондеромоторных сил на проводящий слой. При этом средняя скорость распространения лидера между слоями ( V ~ 10^ см/с) оказалась существенно меньше средней скорости положительного лидера ( V+ ~ I07 см/с) в промежутке с не экранированными электродами.
Указанные исследования способствовали формированию представлений, изложенных в данной работе, о механизме развития разряда в воде. В этих исследованиях выяснилось, что истинная пробивная напряженность электрического поля в воде существенно выше наблюдаемой в обычных условиях. Реализация идеи экранировки металлических поверхностей проводящими слоями в сильноточных ускорителях позволяет создавать формирующие устройства этих ускорителей с высоким удельным энергозапасом.
УП. Оценки таких параметров канала лидера, как проводимость канала, продольная напряженность поля в канале и ток,протекающий по каналу» исходя из экспериментальных значений радиуса канала лидера и его скорости. Полученные оценки оказались близки значениям, экспериментально найденным в других работах.
Использование приведенного метода получения отмеченных оценок в экспериментах по пробою диэлектриков будет способствовать правильному выбору регистрирующих систем, определяющих действительные значения указанных параметров высокопроводищего канала.
УШ. Анализ представленных в работе результатов исследований, который привел к следующим основным выводам.
1. Механизм развития разряда в воде до момента резкого спада напряжения на промежутке представляет собой четыре следующих друг за другом процесса: I) процесс вклада энергии в некоторый малый объем воды, приводящий к повышению температуры воды в этом месте; 2) процесс ударного вскипания воды с образованием микропузырьков в месте выделения энергии; 3) процесс ионизации возникших микропузырьков; 4) процесс формирования лидера в промежутке.
2. Инициация разряда в воде осуществляется с того электрода, на котором наблюдается возникновение лидера, приводящего к пробою промежутка, т.е. катодные процессы не влияют да формирование пробоя с анода, соответственно анодные процессы не влияют на формирование пробоя с катода.
3. Вклад энергии в воду происходит вблизи вершин микроострий, расположенных на поверхностях электродов.
4. Зависимость .длительности первоначального вклада энергии в воду вблизи вершины положительного острия от напряженности поля в промежутке хорошо объясняется эффектом увеличения степени .диссоциации молекул воды на ионы Н* и ОН" под действием сильного электрического поля.
5. Основное различие в характере пробоя водяного промежутка с катода и с анода заключается в существенно меньшей средней скорости отрицательного лидера по сравнению со средней скоростью положительного лидера.
6. Истинная пробивная напряженность электрического поля в воде больше наблюдаемой в экспериментах по пробою воды в промежутке с электродами, экранированными проводящими слоями.
7. При сопоставлении теоретических представлений о механизме развития разряда в диэлектриках с экспериментальными результатами сравнение должно производиться по отдельным конкретным процессам, составляющим изучаемый механизм пробоя.
В заключение автор выражает искреннюю признательность Р.И.Солоухину и А.Г.Пономаренко за предложение темы исследований и за всестороннюю помощь и поддержку на начальном этапе данной работы.
Автор выражает благодарность Д.Д.Рютову за поддержку работы и обсуждение ее результатов при выполнении исследований с "диффузионными" электродами.
Автор искренне признателен Ю.Е.Нестерихину и А.М.Искольдско-му, под руководством которых автор приобрел опыт в исследованиях сверхбыстрых процессов с использованием ЭОП.
Автор благодарен Э.П.Круглякову за полезные советы по оптическим измерениям.
Автор считает своим цриятным долгом выразить благодарность В.А.Капитонову за постоянную помощь в цроведении экспериментов и А.П.Авророву за обсуждение результатов исследований.
Автор искренне признателен В.М.Лагунову за полезные советы по обработке статистического экспериментального материала.
Автор выражает благодарность В.Ф.Климкину и А.П.Алхимову, совместно с которыми были выполнены первые эксперименты по пробою воды, а также всем сотрудникам лаборатории физики плазмы ИЯФ СО АН СССР за помощь при выполнении работы.
Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Воробьев, Владислав Васильевич, 1984 год
1. Бабыкин M.B., Завойский E.K., Иванов A.A., Рудаков Л.И. Оценка возможностей применения мощного пучка релятивистских электронов ДЛЯ термоядерного синтеза. In: Plasma physics and control, nuclear fusion research, v. 1. IAEA, Vienna,1971, p. 635-543*
2. Печерский О.П., Сидорук A.M., Тарасов В.Д., Цукерман В.А, Генератор с водяным диэлектриком для получения интенсивных импульсов быстрых электронов и жесткого тормозного рентгеновского излучения. Доклады Академии Наук СССР, 1970, т.192, № 6, с.1266-1267.
3. Куликов Б.И., Лагунов В.М., Нестерихин Ю.Е., Федоров В.М. Устройство для генерации мощных электрических импульсов. Авт. свид. J£ 270059, Бюл.изобр. 1970, Jfc 16.
4. Александров А.П., Вальтер А.Ф., Дул Б.М., 1утин С.С., Гольд-ман И.М., Закгейм Л.Н., Инге Л.Д., Кувшинский Е.Б. Физика диэлектриков. М.-Л., ГТТИ, 1932.
5. Никурадзе А. Жидкие диэлектрики. М., ОНТИ НКТП СССР, 1936.
6. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. (Область сильных полей). М., Физмаггиз, 1958.
7. Льюис Т. Электрическая прочность и проводимость жидких диэлектриков в сильных полях. В кн.: Верке Дж. Б., Щулман Дж.Г. Прогресс в области диэлектриков. М.-Л., Госэнергоиздат,1962, т.1, с.118-166.
8. Балыгин И.Е. Электрическая прочность жидких диэлектриков. М.-Л., "Энергия", 1964.
9. Воробьев В.В., Искольдский A.M. Импульсный пробой в однородном поле в воздухе при существенных перенапряжениях. Журнал технической физики, 1966, т.36, в.II, с.2095-2098д
10. Алхимов А.П., Воробьев В.В., Климкин В.Ф., Пономаренко А.Г., Солоухин Р.И. О развитии электрического разряда в воде. Доклады Академии Наук СССР, 1970, т.194, № 5, с.1052-1054.
11. Рютов Д.Д. "Диффузионные" электроды для исследования пробоя жидких диэлектриков. Журнал прикладной механики и технической физики, 1972, № 4, с.186-187.
12. Комельков B.C. Механизм импульсного пробоя жидкостей. Доклады Академии Наук СССР, 1945, т.47, № 4, с.269-272.
13. Комельков B.C. Развитие импульсного разряда в жидкости. Журнал технической физики, 1961, т.31, в.8, с.948-960.
14. Мик Дж., Крэгс Дж. Электрический цробой в газах. М,, ИЛ, I960.
15. Liao T.W., Andersson J.G. Propagation mechanism of impulse corona and breakdown in Oil. Trans. AIEE, 1953, v. 72, pt. 1,p. 641-649.
16. McFadyen K.A. Some researches into the electrical conduction and breakdown of liquid dielectrics. Brit. J. Appl. Phys., 1955, v. 6, N 1, p. 1-7.
17. Трофимова Н.Б. Исследование цробоя проводящих недегазирован-ных жидкостей. В сб.: Пробой диэлектриков и полупроводников. М.-Л., "Энергия", 1964, с.219-224.
18. Кужекин И.П. Исследование пробоя жидкости в неоднородном поле. Журнал технической физики, 1966, т.36, в.12, с.2125-2130.
19. Мельников Н.П., Остроумов Г.А., Стояк М.Ю. Формирование электрического пробоя в водных растворах хлористого натрия. 21урнал технической физики, 1964, т.34, в.5, с.949-951.
20. Мельников Н.П., Остроумов Г.А., Стояк М.Ю. Развитие электрического разряда в водных электролитах. Доклады Академии Наук СССР, 1963, т.148, Ш 5, с.1057-1059.
21. Мельников Н.П., Остроумов Г.А., Стояк М.Ю. Развитие электрического пробоя в водных электролитах. В сб.: Пробой диэлектриков и полупроводников. М.-Л., "Энергия", 1964, с.246-248.
22. Ушаков В.Я., Торбин Н.М. Исследование развития разряда в жидких диэлектриках. В об.: Пробой диэлектриков и полупроводников. М.-Л., "Энергия", 1964, с.227-231.
23. Hakim S.S., Higham J.B. " A phenomenon in n-Hexane prior to its Electric breakdown. Nature, 1961, v. 189, N 4769, p. 996.
24. Parazmand B. Study of electric breakdown of liquid dielectrics Schlieren optical techniques. Brit. Appl. Phys., 1961, v. 12,1. U 5, p. 251-254.
25. Chadband W.G., Wright G.T. A pre-breakdown phenomenon in liquid dielectrics hexane. Brit. J. Appl. Phys., 1965, v. 16,1. 3, p. 305-313.
26. Ванюков М.П. Применение электронно-оптических преобразователей для регистрации быстроцротекающих явлений. Успехи физических наук, 1956, т.60, в.2, с.295-326.
27. Ушаков В.Я. Исследования пробоя дистиллированной воды на косоугольных волнах положительной полярности. В сб.: Пробой диэлектриков и полупроводников. М.-Л., "Энергия", 1964,с.207-211.
28. Стекольников И.О., Ушаков В.Я. Исследование разрядных явлений в жидкостях. ЗЁурнал технической физики, 1965, т.35, в.9, с.1692-1700.
29. Ушаков В.Я. Развитие разряда в жидких диэлектриках на косоугольных волнах напряжения. Журнал технической физики, 1965, т.35, в.10, с.1844-1847.
30. Bragg J.K., Sharbaugh А.Н., Crowe R.W. Cathode effects in the Dielectric breakdown of liquids. J. Appl. Phys., 1954, v. 25, Ж 3, p. 382-391.
31. Swan D.W. Electrical breakdown of liquid dielectrics. Proc. Phys. Soc., 1961, v. 78, pt. 3, N 501, p. 423-432.
32. Lev/is T.J. Mechanism of electrical breakdown in saturated hydrocarbon liquids. J. Appl. Phys., 1956, v. 27, Ho. 6,p.645-650.
33. Kao К.C., Higham J.B. The effect of Hidrostatic pressure, temperature and voltage duration on the Electric strengths of hydrocarbon liquids. J.Electrochem.Soc.,1961,v.108,p.522-528.
34. Sharbough A.H., Watson P.K. Conduction and breakdown in liquid dielectrics. In: Progress in Dielectrics, London, 1962, v. 4, p. 201-248.
35. Lewis T.J., Ward B.W. A statistical interpretation of the electrical breakdown of liquid dielectrics. Proc. Roy. Soc., 1962, v. 269, И 1337, p. 233-248.
36. Вентцель E.C. Теория вероятностей, гос. изд. физ.-мат.лит., 1962.
37. Худсон Д. Статистика для физиков. М., "Мир", 1967.
38. Бугаев С.П., Месяц Г.А. Исследование механизма импульсного пробоя по поверхности диэлектрика в вакууме. Журнал технической физики, 1967, т.37, в.10, с.1861-1869.
39. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М., "Мир", 1972.
40. Зингерман А.С.Статистический метод определения пробивного напряжения диэлектрика. Л^рнал технической физики, 1948, т.18, в.8, с.1029-1043.
41. Смирнов С.М., Терентьев П.В. Генераторы импульсов высокого напряжения. М.-Л., "Энергия", 1969.
42. Лагунов В.М. Применение высоковольтных накопителей для сверхбыстрого нагрева плазмы. Канд. дисс., Новосибирск, ИЯФ СО АН СССР, 1969.
43. Нестерихин Ю.Е., Солоухин Р.И. Методы скоростных измерений в газодинамике и физике плазмы. М., "Наука", 1967.
44. Льюис И., Уэлс Ф. Мшшимикро секундная импульсная техника. М., ИЛ., 1956.
45. Воробьев Г.А., Месяц Г.А. Техника формирования высоковольтных наносекундных импульсов. М., Госатомиздат, 1963.
46. Дубовик А.С. Фотографическая регистрация быстроцротекающих процессов. М., "Наука", 1964.
47. Бутслов М.М. Электронно-оптические преобразователи для изучения сверхбыстрых процессов. Успехи научной фотографии, 1959, т.6, с.76-83.
48. Шенк К. Теория инженерного эксперимента. М., "Мир", 1972.
49. Борн М. Оптика. Харьков-Киев, НТИ, 1937.
50. Кругляков Э.П. Применение явлений оптической дисперсии и рефракции в диагностике плазмы. В сб.: Диагностика плазмы. М., "Атомиздат", 1973, с.97-120.
51. Борбат A.M., Горбань И.С., Охрименко Б.А., Суббота-Мельник Л.А., Шайкевич И.А., Шишловский А.А. Оптические измерения. Киев, "Техника", 1967.
52. Мюллер В. Электрооптические затворы. В кн.: Физика быстро-цротекающих процессов. М., "Мир", 1971, т.1, с.200-304.
53. Воробьев В.В., Капитонов В.А., Князев Б.А., Кругляков Э.П. Постоянная Керра воды. 1урнал прикладной механики и технической физики, 1976, В I, с.157-159.
54. Чайлдс У. Физические постоянные. М., "Физматгиз", 1961.
55. Васильев В.А. Теневые методы. М., "Наука", 1968.
56. Диамант Л.М., Искольдский A.M., Нестерихин Ю.Е. Наносекунд-ный электронно-оптический фоторегистратор "Кадр-4-ЗИС". Препринт ИЯФ СО АН СССР, Новосибирск, 1967.
57. Гявгянен Л.В., Абрамов Б.Г., Барышев Б.А., Андреев А.В., Булатенко Л.С. Опыт создания электронно-оптического преобразователя с сеточным затвором для регистрации быстроцротекаю-щих процессов. Электронная техника, 1968, сер.4, в.5,с.232-235.
58. Сливков И.Н. Электроизоляция и разряд в вакууме. М., "Атомиздат", 1972.
59. Скрипов В.П. Метаетабильная жидкость. М., "Наука", 1972.
60. Климкин В.Ф. Исследование начальной стадии развития электрического разряда в жидкостях и плотных газах методами сверхбыстрой оптической регистрации. Канд. дисс., Новосибирск, 1975.
61. Ушаков В.Я., Муратов В.М. Газообразование в жидкости в начальных стадиях формирования импульсного разряда. Изв.ВУЗов СССР, Физика, 1972, Ш II, с.42-47.
62. Яншин Э.В., Овчинников И.Т., Вершинин Ю.Н. Механизм импульсного пробоя воды. Доклады Академии Наук СССР, 1974, т.214,1. В 6, с.1303-1306.
63. Plumley 'H.J. Conduction of electricity Ъу dielectric liquids at high field strengths.Phys.Rev., 1941,v.59,IT 1, p.200-207.
64. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой жидкостей. Томск, Ш, 1975.
65. Лозанский Э.Д., Фирсов О.Б. Теория искры. М., "Атомиздат", 1975.
66. Абрамян Е.А., Корнилов В.А., Лагунов В.М., Пономаренко А.Г., Солоухин Р.И. Мегавольтный уплотнитель энергии. Доклады Академии Наук СССР, 1971, т.201, !Б I, с.56-59.
67. Avrorov А.P., Boyarintsev E.L., Kornilov V.A., Ponomarenko A.G., Rogozin A.I. Experiments on production of a Relativistic Electron Beam in a Linear discharge. V Europ. conf. on controlled fusion and plasma phys., Grenoble, 1972, v. 1, p. 160.
68. Бояринцев Э.Л., Капитонов В.А., Корнилов В.А. "Водяной1 генератор мощного пучка релятивистских электронов. Доклады Академии Наук СССР, 1974, т.217, № 4, с.808-811.
69. Boyarintsev E.L., Kornilov V.A., Lagunov V.M. Formation of powerful beam of relativistic electron in vacuum diode. VII Internat. symp. on discharges and electrical insulation in vacuum, Novosibirsk, USSR, 1976, p. 353-357.
70. Федоров B.M. Электрические и технические характеристики генератора "Вода 1-10", предназначенного для получения мощного импульса пучка электронов. Препринт ИЯФ СО АН СССР, Новосибирск, 1977, $ 77-1.
71. Avrorov А.P., Astrelin V.T., Boyarintsev E.L., Kapitonov Y.A., Lagunov Y.M. A pulsed electron beam accelerator "Aquagen". In: Proc. IEEE Intern, pulsed power conf. Lubbock, Tex., 1976, p. IIIE1/1-IIIE11/12.
72. Смоленский М.Л. Таблицы неопределенных интегралов. М., "Физ.-мат.гиз.", 1963.
73. Гинзбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических цепях. М., "Высшая школа", 1967.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.