Предпробойные явления и развитие импульсных разрядов в сильноточных коммутаторах низкого давления с холодным катодом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.02, доктор физико-математических наук Шемякин, Илья Александрович

• Шемякин, Илья Александрович
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Шемякин, Илья Александрович

Введение.

Глава 1. Разряд низкого давления при принудительном инициировании катодного пятна. Процесс зажигания.

1.1. Введение.

1.2. Экспериментальная аппаратура и методики.

1.3. Процессы в стадии зажигания разряда.

1.3.1. Общее описание процесса.

1.3.2. Инициирование и формирование вакуумного разряда.

1.3.3. Качественная картина перехода от вакуумного разряда к газовому.42 1.3.4 Формирование разряда при давлениях газа превышающих критическое.

1.4. Явление обрыва тока и потоки "аномальных" ионов в разрядах низкого давления.

1.5.Вывод ы.

Глава 2. Предпробойные явления и механизм зажигания псевдоискрового разряда при принудительном инициировании.

2.1. Введение.

2.2 Экспериментальное исследование процесса зажигания разряда.

2.3. Механизм формирования разряда.

2.3.1. Описание процесса формирования на качественном уровне.

2.3.2. Нестационарная модель формирования разряда.

2.4 Инициирование разряда пучком ионов.

2.5. Выводы.

Глава 3. Пробой в псевдоискровом разряднике при зажигании в полом катоде разряда низкого давления с принудительным инициированием катодного пятна и тлеющего разряда.

3.1. Введение и краткий обзор.

3.2. Пробой в псевдоискровом разряднике при зажигании в полом катоде разряда низкого давления с принудительным инициированием катодного пятна.

3.2.1. Разряды с узлом инициирования катодного пятна на основе диэлектриков с малыми в.

3.2.2. Разряды с узлом инициирования катодного пятна на основе диэлектрика с высоким в.

3.2.3. Разряды с узлом инициирования катодного пятна на основе полупроводника.

3.3. Инициирование псевдоискрового разряда при переключении тока стационарного тлеющего разряда из системы вспомогательных электродов на полый катод.

3.4. Выводы.

Глава 4. Процессы в предпробойной стадии и механизм зажигания псевдоискрового разряда при статическом пробое.

4.1. Введение.

4.2. Качественная картина зажигания разряда.

4.3 Влияние геометрии катодной полости и распределения потенциала внутри нее на напряжение статического пробоя.

4.4 Исследование предпробойных токов, протекающих в электродной системе.псевдоискровых разрядников.

4.5. Выводы.

Глава 5. Сильноточные стадии псевдоискрового разряда.

5.1. Краткий обзор и постановка задачи.

5.2. Исследование динамики развития разряда.

5.3. Измерение параметров газоразрядной плазмы.

5.3.1. Экспериментальная аппаратура.

5.3.2.Спектр излучения и методы измерения параметров плазмы.

5.4. Анализ состояния плазмы.

5.5. Механизм токопереноса.

5.5.1. Качественное описание механизма и условие самоподдержания тока.

5.5.2. Ток разряда и сопоставление теории и эксперимента.

5.6. Переход к стадии сверхплотного тлеющего разряда.

5.7. Выводы.

Глава 6. Сильноточные коммутаторы низкого давления с холодным катодом (псевдоискровые разрядники).

6.1.Обзор литературы и постановка задачи.

6.2. Исследование путей улучшения характеристик разрядников на макетах.

6.3. Промышленные разрядники с узлом запуска на основе поверхностного разряда серии

6.3.1. Общее описание, особенности и схемы включения разрядников.

6.3.2. Испытание разрядников на ресурс в режиме сильноточной коммутации.

6.4. Особенности промышленных разрядников с узлом запуска на основе стационарного тлеющего разряда серии ТР1.

6.5. Работа псевдоискровых разрядников в режиме параллельной коммутации на общую нагрузку.

6.5.1. Режим коммутации умеренных токов.

6.5.2. Режим сильноточной коммутации.

6.6. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Предпробойные явления и развитие импульсных разрядов в сильноточных коммутаторах низкого давления с холодным катодом»

Исследования предпробойных явлений и процесса пробоя промежутка при статическом и импульсном напряжениях всегда являлись традиционным разделом физики газового разряда. Именно в результате данных исследований для газов среднего и повышенного давления в классических монографиях Д. Мика и Д. Крэгса [1], а также Г. Ретера [2] была показана определяющая роль электронных лавин в зажигании искрового разряда и обоснованы таунсендовский и стримерный механизмы пробоя. Последующие работы, проведенные в данном направлении и обобщенные в монографии Ю. Д. Королева и Г.А. Месяца [3], показали, что в газах повышенного давления на процесс развития пробоя влияет характер инициирования электронов и возможна реализация объемной формы горения разряда. В настоящей работе будут представлены результаты исследований предпробойных явлений, пробоя и процесса развития импульсных разрядов в газах низкого давления в условиях, когда характерная длина разрядного промежутка меньше или соизмерима с длиной свободного пробега электрона в реакции ионизации и развитие электронных лавин в принципе невозможно. Ниже будут описаны конкретные формы исследуемых разрядов, актуальность, предмет, цели, задачи и представлено краткое содержание работы.

Актуальность и предмет исследований. Известно, что импульсные газовые разряды нашли исключительно широкое применение в коммутаторах тока, что привело к возникновению целого класса разрядников, в соответствие с принятой на сегодня классификацией, получивших название импульсных газоразрядных коммутирующих приборов [4]. Данный класс, включал в себя такие приборы, как импульсные водородные тиратроны [5-7], вакуумные, искровые и лавинные разрядники [8-11], инжекционные тиратроны [12] и т. д., работа которых была основана на различных формах разрядов - тлеющий разряд, искровой и дуговой разряды, наносекундный объемный разряд.

Так как большинство основных характеристик приборов (время коммутации и время запаздывания срабатывания, стабильность и прямое падение напряжения, ресурс работы и т.п.) зависели от формы горения и свойств разрядов, процессу создания коммутаторов всегда предшествовала кропотливая работа, связанная с поиском новых форм разрядов и исследованием их свойств. Изучались предпробойные явления, процесс пробоя и динамика развития разрядов. Наряду с этим, исследовался механизм токопереноса и ввода энергии в газоразрядную плазму и т.д. [3, 13]. При этом открытие новых (а часто забытых старых) форм разрядов и их детальное исследование приводило к появлению коммутаторов нового типа [12, 14-18]. Так появление импульсных объемных разрядов повышенного давления инициируемых электронным пучком позволило создать новые газоразрядные приборы - инжекционные тиратроны, а в последствие и новое направление газовой электроники - инжекционную газовую электронику [12].

К началу 80-х годов бурное развитие импульсной энергетики потребовало от научно-исследовательских институтов и промышленности создания компактных, сильноточных разрядников, коммутирующих импульсы тока в микро и наносекундном диапазоне времен. Как правило, к разрядникам, используемым в схемах питания, выдвигался ряд достаточно жестких и часто противоречивых требований. Так, при малых габаритах, приборы должны были обладать высокой электрической прочностью (рабочее напряжение десятки, а иногда и сотни киловольт), а амплитуда коммутируемого тока составлять десятки килоампер. Разрядники должны были иметь достаточный ресурс работы (полный заряд, коммутируемый разрядником до выхода из строя, не менее 5 ТО3 Кл). Приборы должны были обладать наносекундной стабильностью срабатывания при частоте повторения импульсов до нескольких килогерц и выше. Схемы питания и запуска разрядников должны были быть предельно простыми при минимальном потреблении энергии. В некоторых приложениях требовалось, чтобы прибор мог работать при подаче на потенциальный электрод напряжения не только положительной, но и отрицательной полярности, и не обладал вентильным эффектом. Кроме того, коммутаторы должны были быть экологически чистыми, т. е. не содержать ртуть, фтор и хлорсодержащих компонентов и желательно иметь отпаянное исполнение.

К данному моменту времени как в нашей стране (ОКБ "Вега" и НИИ Газоразрядных приборов, г. Рязань), так и за рубежом (корпорации EEV, Великобритания и EGG, США), выпускали широкое семейство отпаянных водородных тиратронов [5-7], а также разборные и отпаянные образцы искровых и вакуумных разрядников [8-12]. Однако наряду с экстремально высокими значениями отдельных параметров приборы имели ряд недостатков, обусловленных в основном свойствами разрядов, используемых в них [19-21].

С нашей точки зрения максимальной совокупностью полезных свойств обладали водородные тиратроны, действие которых было основано на тлеющем разряде низкого давления. Действительно, как правило, приборы имели отпаянное исполнение, ресурс до 106 Кл, и обеспечивали скорость нарастания тока порядка 5-1011 А/с при анодном напряжении до 100 кВ. Кроме того, отдельные экземпляры разрядников могли работать с частотами десятки килогерц. Тем не менее, приборы обладали рядом недостатков. Главный из них состоял в том, что вследствие того, что для коммутации тока в приборе использовался плотный тлеющий разряд с термокатодом, коммутируемый ток лимитировался последним, при этом величина предельного тока была невелика и не превышала единиц килоампер. Использование термокатода приводило так же к высокому энергопотреблению прибора. Кроме того, приборы не допускали переполяривания коммутируемого тока и не могли работать при подаче на высоковольтный электрод напряжения отрицательной полярности.

Таким образом, создание новых сильноточных коммутаторов требовало поиска, исследования и использования импульсных разрядов, токи которых замыкаются на холодный, или на плазменный катод. Остановимся более подробно на рассмотрении данных разрядов.

Учитывая требования, предъявляемые к коммутаторам, используемые в них разряды должны были обладать как минимум следующей совокупностью свойств:

• способность разрядного промежутка при относительно небольших размерах (межэлектродное расстояние с1 ~ 1 см), выдерживать напряжения десятки киловольт;

• малые времена запаздывания пробоя и коммутации (не более десятков наносекунд при разрядных токах более 100 А);

• низкое напряжение горения (не более сотен вольт);

• замыкание тока на холодный или плазменный катод;

• объемный характер протекания тока в разрядном промежутке и достаточно большая площадь поверхности катода, на которую замыкается ток.

Элементарный анализ показывает, что данным требованиям в ряде случаев удовлетворяют импульсные объемные разряды повышенного давления (порядка атмосферного и выше) и разряды низкого давления, лежащие в левой ветви кривой Пашена. Остановимся на импульсных объемных разрядах повышенного давления.

Появление импульсных объемных разрядов повышенного давления оказалось возможным с одной стороны, благодаря бурному развитию наносекундной техники [22, 23], а с другой стороны, вследствие возникновения концепции многоэлектронного инициирования и теории лавинного размножения [24, 25]. Было сформулировано одно из главных условий зажигания разряда, заключающееся в создании в разрядном промежутке большого числа инициирующих электронов и их последующего ионизационного размножения.

Вследствие своих уникальных свойств импульсные объемные разряды повышенного давления нашли широкое применение для безиндуктивной коммутации токов [12, 24, 25], в качестве активной среды газовых лазеров [26, 27], а также в плазмохимических реакторах [28]. Однако использование самостоятельных объемных разрядов для коммутации токов превышающих десятки и сотни килоампер было ограничено процессом контракции, т. е. переходом объемной формы протекания тока в канальную [3]. В молекулярных газах (азот, воздух, СО2 и смеси на их основе) такой переход происходил в два этапа: возникновение возмущений в приэлектродных областях с привязкой к ним диффузных каналов и прорастание из этих возмущений за очень малые времена высокопроводящих контрагированных каналов [29-32]. Так например, в воздухе даже при давлении 76 Тор и токе около 200 А, самостоятельный объемный разряд переходил в искровой за времена менее 100 не [32]. Естественно, используя данный разряд, было невозможно создать прибор, коммутирующий импульсы тока длительностью сотни наносекунд, амплитудой десятки и сотни килоампер и обладающий при этом достаточным ресурсом работы.

Характер контракции в благородных газах и их смесях с молекулярными газами протекал другим образом [27, 33-35]. Если на первом этапе, так же как и в молекулярных газах, наблюдался диффузный канал, привязанный к области возмущения на катоде, то в последующем на катоде возникали другие возмущения и привязанные к ним диффузные каналы. В конце концов, каналы сливались, образуя в центре столб однородной плазмы, диаметр которой мог составлять несколько сантиметров. Разряд обладал совокупностью свойств тлеющего и дугового разрядов, мог пропускать килоамперные токи при микросекундной длительности, имел низкое напряжение горения и явно объемный характер протекания тока в столбе и получил название сильноточного диффузного [34, 35]. Многие из свойств сильноточного диффузного разряда делали возможным его потенциальное использование в коммутаторах, однако создание отпаянных, компактных приборов на основе данного разряда было в принципе невозможно, вследствие специфики его инициирования.

В 1979 году К. Франк и Д. Кристиансен проводили исследование разряда в ионизационных камерах в газах низкого давления [14]. Электродная система представляла собой две параллельные пластины, а расстояние между пластинами, приложенное к ним напряжение и давление газа соответствовали тому, что пробой происходил в левой ветви кривой Пашена. При приложении к промежутку высоковольтных импульсов напряжения наблюдались яркие разряды амплитудой несколько килоампер по внешнему виду похожие на диффузную искру. Так как традиционно считалось, что искровой разряд развивается в газе высокого давления и имеет контрагированный характер [19, 39], данный вид разряда получил название псевдоискровой (pseudospark discharge) [14].

В дальнейшем электродная система была модифицирована [15, 40-43]. Обычно использовались полые катод и анод, соединенные отверстиями, которые находились вблизи разрядной оси. Разряд мог развиваться как в результате статического пробоя при прикладывании напряжения V0 = Vbr, где Vbr - напряжение статического пробоя, так и при принудительном инициировании при Vq < Vbr. Для принудительного инициирования в катодной полости размещался узел запуска, основанный обычно на различных видах импульсных разрядов и обеспечивающий создание заряженных частиц в полости катода. В некоторых случаях разряд инициировался ультрафиолетовым или лазерным излучением [15]. Сконфигурированный таким образом прибор получил название псевдоискрового разрядника (pseudospark switch) или back light thyratrons [15, 40-43]. Иногда приборы так же называли тиратронами с заземленной сеткой.

Заметим, что термин "псевдоискровой" разряд не являлся ни физически корректным, ни исторически обоснованным. Действительно, еще в 1966 г. Клярфельдом и сотрудниками было показано, что в системе электродов с полым катодом при низком давлении наблюдается импульсный объемный разряд с аномально высокой плотностью тока, названный им сверхплотным тлеющим разрядом [36]. В дальнейшем И. И. Бакалейник разработал сильноточный коммутатор с холодным полым катодом [37]. Однако работы данных авторов остались незамеченными.

С нашей точки зрения, по своим внешним признакам псевдоискровой разряд правильно было идентифицировать как импульсный сильноточный разряд низкого давления с полым катодом, а разрядники, созданные на его основе, как разрядники низкого давления с холодным катодом. Тем не менее, так как исторически термин псевдоискровой разряд и псевдоискровой разрядник стали устоявшимися, мы в работе будем пользоваться ими наряду с указанными выше.

В дальнейшем, изучение динамики формирования и развития разряда показало, что псевдоискровой разряд представляет собой последовательность различных форм тлеющих и дугового разрядов [44, 45], при этом, уже результаты первых работ выявили, что псевдоискровой разряд обладает рядом замечательных свойств. Так скорость нарастания тока достигала величины 1012 А/с при времени запаздывания развития разряда менее ста наносекунд. В ряде случаев эрозия поверхности катода была существенно меньше, чем эрозия в дуговом разряде [42]. В результате этого появились первые лабораторные макеты разрядников низкого давления с холодным катодом - псевдоискровые разрядники [40-42]. Однако приборы обладали рядом недостатков. Так коммутаторы плохо выдерживали зарядное напряжение и часто входили в самопробой. В ряде случаев разрядники имели высокие стартовые потери. Для запуска приборов требовались импульсы напряжения высокой амплитуды. Вследствие этого, к началу девяностых годов еще не существовало промышленных образцов псевдоискровых разрядников. С нашей точки зрения, это было обусловлено тем, что имеющийся экспериментальный и теоретический материал, касающийся механизмов зажигания и развития как разряда горящего в основном промежутке (псевдоискрового разряда), так и разрядов, инициирующих его развитие, был явно недостаточен и в ряде случаев противоречив [43, 46-50]. Так, например, не хватало данных о зависимости времени запаздывания развития пробоя в основном промежутке от амплитуды и полярности приложенного напряжения, давления газа, интенсивности предионизации и т. д., что в свою очередь не позволяло адекватно описать механизм формирования и развития разряда. Непонятны были причины, приводящие к развитию самопробоев и снижению напряжения статического пробоя, что не давало возможность нивелировать данный эффект. Неясен был механизм инициирования разряда, что не давало возможность оптимизировать параметры триггерных разрядов и т. д.

С другой стороны, в лаборатории низкотемпературной плазмы ИСЭ СО РАН, возглавляемой профессором Ю. Д. Королевым, в состав которой входил автор настоящей работы, был накоплен известный экспериментальный и теоретический материал, касающийся импульсных разрядов низкого давления [51-54]. Это давало возможность провести исследование процессов формирования и развития как псевдоискрового разряда, так и триггерных разрядов, инициирующих его зажигание.

Изложенное выше позволяет определить предмет диссертации, как импульсные разряды низкого давления в сильноточных коммутаторах с холодным катодом и заключить, что актуальность настоящей работы обусловлена широким использованием результатов исследования процессов зажигания и функционирования данных разрядов при разработке нового класса сильноточных коммутаторов.

Цель и задачи работы. Цель настоящей работы состояла в получении экспериментальных и теоретических данных касающихся процесса зажигания сильноточных импульсных разрядов низкого давления и последующего применения полученных результатов для разработки промышленных образцов сильноточных коммутаторов с холодным катодом нового поколения. Автором были поставлены следующие задачи:

• применительно к проблеме сильноточной коммутации провести комплексное исследование свойств импульсных разрядов низкого давления с полым катодом, включающее в себя получение набора экспериментальных данных о предпробойных явлениях, характере процесса пробоя и последующем развитии разрядов;

• построить модели, адекватно описывающие полученные экспериментальные данные;

• на основе проведенных исследований сформулировать физические принципы функционирования псевдоискровых разрядников, позволяющие разработать новый класс промышленных сильноточных разрядников низкого давления с холодным катодом (псевдоискровых разрядников);

• для расширения области применения и улучшения характеристик псевдоискровых разрядников провести испытание прототипов приборов и промышленных образцов.

Структура диссертации. Диссертация выполнена на 290 листах и состоит из расширенного введения, шести оригинальных глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа содержит 34 таблицы и 88 рисунков, а список цитируемой литературы составляет 185 наименований. В начале каждой из глав приведен обзор и сформулированы задачи, которые будут решаться в соответствующем разделе, а в конце - выводы.

Во введении представлены актуальность работы, предмет, цель, основные задачи исследований и сформулированы защищаемые положения.

Первая глава посвящена исследованию процесса зажигания разрядов низкого давления с принудительным инициированием катодного пятна. Рассматриваются импульсные разряды в электродных системах с полым анодом, межэлектродным промежутком порядка десяти сантиметров, при давлении газа р = 10 -10 Тор, начальном напряжении, существенно превышающем напряжение горения разрядов, и токах I ~ 10-104 А. Приведены экспериментальные данные, описывающие процесс формирования и начальную стадию горения разрядов. Рассматриваются энергетические характеристики разрядов, и проводится исследование потоков ионов, возникающих в при катодных областях. Показано, что характер процесса зажигания определяется плотностью газа. Представлена стационарная полуколичественная теория формирования разряда, базирующаяся на концепции немонотонного распределения потенциала в промежутке. Введены понятия процессов формирования вакуумного и газового разрядов. Показано, что в рамках данной теории возможно непротиворечивым образом объяснить наблюдаемые в экспериментах результаты.

Во второй главе представлены экспериментальные и теоретические результаты, касающиеся процессов, протекающих в стадии запаздывания развития пробоя, свойств и механизма формирования псевдоискрового разряда в условиях принудительного инициирования. Рассматриваются разряды в воздухе, азоте и гелии в диапазоне давлений р = 10-1—10-3 Тор, начальных напряжениях Уо < 20 кВ и токах г < 10 кА при инициировании пробоя поверхностными разрядами. Показано, что необходимым условием для развития разряда является инжекция в разрядный промежуток интенсивного потока электронов или ионов, при этом, время запаздывания развития пробоя ^ практически не зависит от амплитуды напряжения, приложенного к разрядному промежутку, и падает с ростом давления рабочего газа. Представлены данные о влиянии на величину времени запаздывания пробоя геометрии разрядного промежутка, типа и давления газа и полярности напряжения на потенциальном электроде. На качественном уровне рассмотрен механизм формирования разряда, инициируемого пучком электронов. Сделан вывод, что пробой развивается в результате процесса ионизации атомов остаточного газа электронами, осциллирующими в немонотонной области потенциала, возникшей вблизи анода. В данной ситуации коммутация обусловлена процессом распространения прианодной плазмы к катоду. Приведена нестационарная теория формирования разряда. Показано, что результаты теории находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Представлен механизм формирования разряда в условиях инициирования разряда ионным пучком со стороны анода. В конце главы формулируются принципы, учет которых необходим при разработке псевдоискровых разрядников.

В третьей главе рассматриваются вопросы, связанные с использованием разрядов низкого давления, зажигаемых в полом катоде псевдоискрового разрядника в качестве источников инициирования пробоя в основном промежутке. Показано, что эффективность инициирования пробоя разрядами низкого давления с принудительным зажиганием катодного пятна существенно превышает эффективность инициирования поверхностным разрядом. Представлен набор экспериментальных данных о влиянии типа узлов инициирования катодных пятен и режимов горения разрядов на такие характеристики пробоя в основном промежутке, как времена запаздывания и джиттер. Сделан вывод, что использование узлов инициирования катодного пятна на основе разряда по поверхности диэлектрика с высоким £ и полупроводника, позволяет существенно снизить амплитуду пускового импульса. При этом при токах разряда в единицы ампер времена запаздывания пробоя лежат в наносекундном диапазоне при джиттере в единицы наносекунд. Рассмотрены физические причины, приводящие к этому.

Исследован механизм переключения тока стационарного тлеющего разряда, горящего в системе триггерных электродов, на внутреннюю полость катода основной электродной системы. Представлены физические критерии, при которых этот эффект может иметь место. Сделан вывод, что плазма столба тлеющего разряда, возникающая в полом катоде разрядной системы псевдоискрового разряда, является исключительно эффективным источником инициирования последнего. Рассмотрен метод инициирования псевдоискрового разряда, основанный на переключении тока стационарного тлеющего разряда на основной катод с его последующей незначительной интенсификацией.

Если во второй главе рассматривались процессы, протекающие в стадии запаздывания развития пробоя для псевдоискрового разряда в случае его принудительного инициирования, то четвертая глава посвящена исследованию этих процессов при статическом пробое. Рассматривается пробой в разборной конструкции в азоте и воздухе. Исследуется влияние таких факторов, как форма электродов, введение в полость дополнительных электродов, находящихся под потенциалом и т. п. на величину напряжения статического пробоя. Рассматривается механизм пробоя и дается объяснение "потенциальному" способу запуска псевдоискровых разрядников. Исследуются предпробойные токи, протекающие в электродной системе. Объяснен механизм действия блокирующих электродов. Показаны пути, позволяющие существенно повысить напряжение статического пробоя.

В пятой главе рассматриваются сильноточные стадии импульсного разряда низкого давления с полым катодом. Основное внимание уделяется стадиям плотного тлеющего и сверхплотного тлеющего разрядов в водороде, кислороде i 1 и ксеноне при давлении р — 10 -10 Тор, начальных напряжениях У0 < 20 кВ и токах i < 10 кА. Исследуется динамика развития разрядов в различных электродных системах. Показано, что разряд может гореть в сложных, комбинированных формах.

Большой блок посвящен измерению таких параметров плазмы как концентрация и температура электронов. Рассмотрен способ, позволяющий с высокой точностью измерить температуру тепловых электронов в неравновесной плазме разрядов низкого давления. Проведены исследования излучения плазмы на отдельных спектральных переходах, выполненные с пространственно - временным разрешением. На основе полученных данных проведен анализ процессов рождения и гибели заряженных частиц и анализ механизма ввода энергии в плазму катодной полости. Представлен механизм токопереноса в плазме псевдоискрового разряда, который позволяет непротиворечиво объяснить наблюдаемые в экспериментах закономерности. Обсуждаются причины, приводящие к смене форм горения разряда.

Шестая глава посвящена сильноточным коммутаторам низкого давления с холодным катодом. Описываются приборы, существовавшие на момент постановки настоящей работы, и вскрываются их недостатки. На основе исследований, представленных в главах 1-5, формулируются принципы функционирования псевдоискровых разрядников. Приводятся результаты исследований, проведенных на отпаянных макетах и прототипах промышленных приборов, направленные на поиск путей уменьшения длительности стадии плотного тлеющего разряда и снижения величины напряжения горения разряда в данной стадии. Предложены решения, позволяющие улучшить коммутационную характеристику приборов, снизить их стартовые потери и расширить диапазон работы в области малых токов и низких анодных напряжений. Описаны особенности конструкций, основные характеристики и схемы включения нового класса промышленных сильноточных импульсных разрядников низкого давления с холодным катодом (псевдоискровых разрядников) серии ТЭ1 и ТР1, разработанных на основе исследований, представленных в настоящей работе. Проведено исследование работы разрядников на ресурс в электрических контурах, обладающих различной степенью симметрии растекания тока. Впервые показана возможность работы псевдоискровых разрядников в режиме параллельной коммутации.

На защиту выносятся следующие положения.

1. На начальной стадии вакуумного пробоя в длинных промежутках, при принудительном инициировании катодного пятна формируется следующая структура: плазма катодного пятна; плазма катодного факела, характеризующаяся спадающим потенциалом; двойной слой между плазмами пятна и факела; столб разряда. В двойном слое и катодном факеле ионизуются пары материала катода. При этом ионы, двигающиеся к катоду, ускоряются в двойном слое, а ионный поток к аноду возникает за счет ускорения ионов в области спада потенциала в катодном факеле. Высокая проводимость столба обусловлена компенсацией объемного заряда электронов зарядом ионов, движущихся к аноду. Обрывы тока связаны с разрушением области немонотонного распределения потенциала в двойном слое и катодном факеле.

2. Зажигание газового разряда низкого давления при инициировании пучком электронов происходит, когда со стороны катода распостроняется интенсивный поток электронов и концентрация газа превышает критическую. На стадии запаздывания пробоя вблизи анода возникает область немонотонного распределения потенциала, в которой происходит ионизация газа осциллирующими электронами. Столб разряда формируется при распространении плазмы от анода к катоду. Время запаздывания пробоя не зависит от напряжения, приложенного к зазору и резко возрастает при концентрации газа стремящейся к критической.

3. Зажигание в полом катоде псевдоискрового разрядника разряда низкого давления с принудительным инициированием катодного пятна и тлеющего разряда с токами единицы ампер приводит к пробою в основном промежутке с временем запаздывания менее 200 не. Использование узла инициирования катодного пятна на основе пробоя по поверхности полупроводника и организация тлеющего разряда путем переключения тока из системы вспомогательных электродов на полый катод, позволяет получать указанные времена запаздывания относительно начала запускающего импульса при его амплитуде менее полутора киловольт.

4. Механизм формирования псевдоискрового разряда при статическом пробое аналогичен случаю пробоя при принудительном инициировании пучком электронов. При этом поток электронов в разрядный промежуток обеспечивается предпробойными токами, усиленными вследствие эффекта полого катода. Увеличение напряжения статического пробоя обусловлено, подавлением эффекта полого катода и, соответственно, уменьшением предпробойных токов. Это может быть достигнуто либо уменьшением размеров области внутри полого катода, где происходит осциллирующее движение и размножение электронов, либо искусственным экстрагированием зарядов из данной области на вспомогательный электрод.

5. В электродной системе псевдоискрового разрядника полость, образованная стенками отверстия в катоде, играет роль полого катода. Основным процессом рождения заряженных частиц в полости является ионизация газа электронами, стартовавшими с поверхности и ускоренными в катодном слое. Плотность тока на катоде, при которой происходит переход от плотного к сверхплотному тлеющему разряду, возрастает с уменьшением атомного веса газа. Смена форм горения обусловлена возникновением взрывоэмиссионных процессов на поверхности катода

6. Сформулированы принципы функционирования псевдоискровых разрядников, позволившие разработать промышленные образцы нового класса отпаянных сильноточных коммутаторов с холодным катодом серий TDI и TPI и впоследствии улучшить их характеристики. Приборы позволяют коммутировать токи в диапазоне от единиц до сотен килоампер в микро и наносекундном диапазоне времен при анодном напряжении до 50 кВ, и допускают подачу на высоковольтный электрод напряжения отрицательной полярности. Разрядники допускают реверс тока и обладают наносекундной стабильностью срабатывания при низкой амплитуде импульсов запуска около 1 кВ и ресурсе до 106 Кл. Приборы могут работать в режиме параллельной коммутации.

Достоверность результатов работы. Достоверность полученных результатов подтверждается систематическим и комплексным характером исследования, позволившим получать данные путем использования различных экспериментальных методик исследования плазмы. Используемые методы включали в себя измерения энергетических и спектральных характеристик, регистрацию эволюции образа разряда с высоким пространственно -временным разрешением, определение параметров плазмы с помощью методов спектральной диагностики и т. д. Кроме того, достоверность результатов подтверждается согласием теории с экспериментом.

Научная новизна. В ходе выполнения диссертационной работы, были получены следующие результаты.

1. Показано, что характер процесса зажигания импульсных разрядов низкого давления при принудительном инициировании катодного пятна в диапазоне токов i= 10 - 104 А в системах с межэлектродными зазорами порядка десяти сантиметров и начальных напряжениях существенно превышающих пробивное, определяется плотностью и типом газа в промежутке. При низких давлениях наблюдаются колебания напряжения горения и обрывы тока, а при превышении давления газа некоторой критической величины спад напряжения на промежутке происходит монотонно.

2. Предложен механизм токопереноса в импульсных разрядах низкого давления при принудительном инициировании катодного пятна, основанный на концепции немонотонного распределения потенциала в промежутке.

3. Показано, что для инициирования газовых разрядов низкого давления пучком электронов необходимо наличие интенсивного потока электронов и концентрации газа, превышающей критическую. Механизм формирования разряда обусловлен ионизацией атомов остаточного газа, накоплением в промежутке избыточного положительного заряда, возникновением вблизи анода области "горба" потенциала и последующим распространением плазмы к катоду.

4. Сделан вывод, что формирование псевдоискрового разряда в случае статического пробоя происходит аналогично случаю принудительного инициирования. При этом электронный ток в разрядный промежуток обеспечивается предпробойными токами, усиленными вследствие эффекта полого катода

5. Показано, что эффективность инициирования псевдоискрового разряда разрядами низкого давления с принудительным зажиганием катодного пятна и тлеющим разрядом существенно превышает эффективность инициирования поверхностным разрядом.

6. Предложен способ инициирования пробоя в псевдоискровом разряднике, основанный на переключении тлеющего разряда, горящего в системе вспомогательных электродов на основной катод.

7. Показано, что, псевдоискровой разряд может гореть в сложных, комбинированных, изменяющихся во времени формах.

8. Показано, что величина плотности разрядного тока на катоде, при которой происходит переход от плотного тлеющего разряда к сверхплотному падает с ростом атомного веса газа. Переход обусловлен взрывоэмиссионными процессами на катоде.

9. Представлен механизм токопереноса и ввода энергии в плазму, находящуюся в отверстии в полом катоде, в стадиях плотного и сверхплотного тлеющего разрядов.

Научно-практическая значимость.

1. Сформулированы принципы функционирования псевдоискровых разрядников, на основе которых разработан новый класс промышленных сильноточных разрядников низкого давления с холодным катодом.

2. На отпаянных прототипах коммутаторов и промышленных образцах разрядников проведены исследования, позволившие существенно улучшить характеристики приборов и расширить диапазон их работы.

Личный вклад автора. В представленных в диссертационной работе результатах автор внес определяющий вклад в постановку задач, проведение экспериментальных исследований и анализ полученных результатов. Теоретическая работа проводилась совместно с Ю. Д. Королевым и А. В. Козыревым. Исследования свойств разрядов осуществлялись вместе с сотрудниками лаборатории низкотемпературной плазмы Института Сильноточной Электроники СО РАН О. Б. Францем, К. А. Клименко. В. Г. Работкиным, А. В. Болотовым, В. Г. Гейманом и Н. В. Ландлем. Разработка методики диагностики плазмы на основе методов эмиссионной спектроскопии осуществлялась автором единолично, в то время как экспериментальные спектроскопические исследования проводились совместно с Н. В. Кондратьевой и сотрудниками Института Физики Университета Эрланген -Нюрнберг (Германия) К. Франком и Ю. Урбаном. Работы, связанные с испытанием прототипов псевдоискровых разрядников проводились совместно с изготовителем приборов В. Д. Бочковым, О. Б. Францем, К. Франком и Ю. Урбаном. Фамилии других соавторов, принимавших участие в отдельных направлениях исследований, указаны в списке публикаций по теме диссертации. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично.

Публикации и апробация результатов. Результаты, представленные в диссертации, были получены за период с 1989 по 2008 годы и опубликованы в 64 работах [51 - 114], из них 20 в рецензируемых журналах. Список основных публикаций (исключая тезисы докладов) составляет 53 наименования и приведен в автореферате. По результатам исследований сделано 40 докладов на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах:

XI Всесоюзная конференция по генераторам низкотемпературной плазмы (г. Новосибирск, 1989 г.).

XV, XVI, XVII, XVIII, XIX, XXI и XXII Международные симпозиумы по разрядам и электрической изоляции в вакууме (г. Дармштадт, 1992, гг. Москва - С. Петербург, 1994г., г. Беркли, 1996 г., г.Эйндховен, 1998 г., г. Ксиан, 2000 г., г. Ялта, 2004 г. г. Матсуе, 2006 г.);

Третья Международная конференция по электрическим контактам, дугам и их применению (г. Ксиан, 1997 г.);

V Всесоюзная конференция по физике газового разряда ( г. Омск, 1990);

XX, XXII и XXIV Международные конференции по явлениям в ионизованных газах (г. Пиза, 1991 г., г. Хобокен, 1995 г., г. Варшава, 1999 г.);

III Международная Конференция по z - пинчам (г. Лондон, 1993 г.);

VI, VII, VIII, IX и X Всероссийские конференции по физике газового разряда (г. Казань, 1992 г., г. Самара, 1994 г., г. Рязань, 1998, 2000, 2002 гг.);

Международные конференции по физике низкотемпературной плазмы (г. Петрозаводск, 1995, 1998,2001 гг.);

VI и VII Международные Конференции по модификации поверхности пучками частиц и потоками плазмы (г. Томск, 2002, 2004 гг.);

XII Международная конференция высоких мощностей (г. Монтерей, 1999 г.);

XV Международный симпозиум по сильноточной электронике (г. Томск, 2008 г.);

IV Международная конференция по физике плазмы и плазменным приложениям (г. Минск, 2003 г.);

Международная Конференция по мощным модуляторам (г. Голливуд, 2002 г.);

Заключение диссертации по теме «Вакуумная и плазменная электроника», Шемякин, Илья Александрович

6.6. Выводы.

1. На отпаянных макетах и прототипах промышленных приборов проведено исследование путей, дающих возможность уменьшить длительность стадии плотного тлеющего разряда и снизить величину напряжения горения. Показано, что развитие площади катода и размещение внутри последнего эмиссионной таблетки, изготовленной из композиционного материала с высокой эмиссионной способностью, позволяет существенно (почти в два раза) снизить напряжение горения. Искусственное инициирование катодного пятна на элементах конструкций, входящих в состав полого катода на стадии запаздывания развития пробоя в основном промежутке, дает возможность практически исключить фазу плотного тлеющего разряда. Предложенные решения позволяют улучшить коммутационную характеристику приборов, снизить их стартовые потери и расширить диапазон работы в области малых токов и низких анодных напряжений.

2. Описаны особенности конструкций, основные характеристики и схемы включения нового класса промышленных сильноточных импульсных разрядников низкого давления с холодным катодом (псевдоискровых разрядников) серии ТЭ1 и ТР1, разработанных на основе исследований представленных в настоящей работе. Разрядники обладают уникальной совокупностью свойств и позволяют коммутировать импульсы тока до 200 кА в микро и наносекундном диапазоне времен при начальных напряжениях до 50 кВ, имеют наносекундную стабильность срабатывания, допускают реверс тока, могут работать при подаче на высоковольтный электрод напряжения отрицательной полярности и имеют высокий ресурс работы.

3. Для разрядников серии ТБ1 показано, что при коммутации сильноточных импульсов (амплитуда около 200 кА и заряд, перенесенный за импульс 0,1-0,2 Кл) ресурс работы существенно зависит от симметрии тока протекающего через прибор. При использовании контуров с симметричным растеканием токов, разрядники имеют ресурс не менее 5'10э Кл. При ассиметричном контуре ресурс может падать более чем на два порядка.

4. Впервые показано, что разрядники низкого давления с холодным катодом можно использовать для параллельной коммутации импульсов тока от единиц до сотен килоампер в микро и наносекундном диапазоне времен.

Заключение

В настоящей работе проведено экспериментальное и теоретическое исследование импульсных разрядов, горящих в сильноточных коммутаторах низкого давления с холодным катодом. Рассмотрены различные стадии сильноточного импульсного разряда низкого давления, горящего в основном промежутке прибора, а также разряды, возбуждаемые в полом катоде и системе вспомогательных триггерных электродов, включающие в себя, поверхностный разряд, разряд с принудительным инициированием катодного пятна и слаботочный тлеющий разряд. Разряды исследовались в азоте, воздухе, гелии, 1 кислороде и ксеноне в диапазоне давлений р = 10 -10 Тор и в широком диапазоне токов от единиц миллиампер до сотен килоампер. Проведенные исследования дали возможность сформулировать физические принципы, позволившие разработать новый класс промышленных сильноточных разрядников низкого давления с холодным катодом - псевдоискровых разрядников. Наиболее важные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Характер процесса зажигания импульсных разрядов низкого давления при принудительном инициировании катодного пятна в диапазоне токов /'=10 - 104 А в системах с длинными промежутками определяется концентрацией и типом газа. При низких концентрациях наблюдаются колебания напряжения горения и обрывы тока, а при превышении концентрации некоторой критической величины спад напряжения на промежутке происходит монотонно, а коммутационная кривая имеет гладкий вид.

При концентрации ниже критического в промежутке зажигается вакуумный разряд, распределение потенциала в котором имеет немонотонный вид в прикатодной области. Время коммутации определяется не разлетом плазмы катодного пятна, а временем формирования области немонотонного распределения потенциала. Высокая пропускная способность столба обеспечивается вследствие компенсации объемного заряда электронов потоком ионов, движущихся по направлению к аноду. Формирование разряда при концентрациях превышающих критическое обусловлено накоплением избыточного ионного заряда в промежутке, возникновением "горба" потенциала и генерацией плазмы в прианодной области с последующим распространением плазмы от анода к катоду.

Предложенная концепция позволяет непротиворечиво объяснить экспериментальные данные о малых временах формирования разряда, явлении обрыва тока и наличии потока ионов, ускоренных в направлении анода.

2. Показано, что необходимым условием для зажигания псевдоискрового разряда является инжекция в разрядный промежуток интенсивного потока электронов. Время запаздывания развития пробоя практически не зависит от амплитуды напряжения приложенного к разрядному промежутку и падает с ростом давления рабочего газа, при этом в случае инициирования разряда пучком ионов величина возрастает примерно в два раза по отношению к случаю электронного инициирования.

3. Механизм зажигания псевдоискрового разряда, инициируемого пучком электронов, аналогичен механизму зажигания разряда низкого давления при принудительном инициировании катодного пятна в условиях, когда концентрация газа в промежутке превышает критическую.

Формирование разряда в условиях инициирования ионным пучком со стороны анода обусловлено последовательным действием накопления избыточного ионного заряда в полости катода и появления виртуального анода, что в свою очередь ведет к развитию разряда, по механизму, описанному в предыдущем абзаце.

4. Исследован пробой в псевдоискровом разряднике в условиях зажигания в полом катоде прибора разряда низкого давления с принудительным инициированием катодного пятна. Показано, что использование узлов инициирования катодного пятна на основе диэлектрика с высоким £ и полупроводника позволяет получать времена запаздывания пробоя менее 200 не при амплитуду пускового импульса 1,5 кВ и токе единицы ампер.

5. Проведено исследование механизма переключения тока стационарного тлеющего разряда, горящего в системе вспомогательных электродов на полый катод псевдоискрового разрядника. Показано, что необходимыми условиями переключения является диаметр отверстия в аноде триггерной камеры много меньше протяженности отрицательного анодного падения напряжения и нахождение анода под плавающим потенциалом. Предложен метод инициирования зажигания псевдоискрового разряда, основанный на переключении тока стационарного тлеющего разряда на основной катод. Показано, что при амплитуде импульса запуска около одного киловольта и токе запуска менее одного ампера получены времена запаздывания пробоя менее 150 не.

6. Формирование псевдоискрового разряда в случае статического пробоя происходит аналогично случаю принудительного инициирования. При этом поток электронов в разрядный промежуток обеспечивается предпробойными токами, усиленными вследствие эффекта полого катода. Увеличение напряжения статического пробоя связано с сокращением размеров области внутри полого катода, где возможно осциллирующее движение и размножение электронов. Сокращение можно осуществить путем, как механического уменьшения размеров области, так и вследствие электростатического изменения конфигурации поля.

7. Дано объяснение механизма влияния блокирующих электродов на величину напряжения статического пробоя. Показано, что блокирующее действие обусловлено экстрагированием электронов из катодной полости на блокирующий электрод и как следствие, подавлением эффекта полого катода и уменьшением предпробойных токов. Представлены схемные решения, позволяющие повысить напряжение статического пробоя при относительно невысоких значениях блокирующего потенциала и без существенного увеличения времени запаздывания развития пробоя.

8. Впервые показано, что в процессе своего развития псевдоискровой разряд может гореть в сложных, комбинированных, изменяющихся во времени формах, что соответствующим образом отражается на осциллограммах напряжения горения и тока.

9. Сделан вывод, что плотность разрядного тока на катоде, при которой происходит переход от плотного тлеющего разряда к сверхплотному тлеющему разряду, зависит от атомного веса газа. Показано, что переход к сверхплотному тлеющему разряду обусловлен взрыво - эмиссионными процессами на поверхности катода.

10. Проведен анализ состояния плазмы, и представлен модифицированный способ, позволяющий с высокой точностью измерить температуру электронов в неравновесной плазме сильноточного импульсного разряда низкого давления. Проведены исследования излучения плазмы на отдельных спектральных переходах, выполненные с пространственно - временным разрешением и измерены концентрация и температура электронов в различных стадиях развития и в различных областях псевдоискрового разряда. На основе полученных данных, проведен анализ механизма ввода энергии в плазму расположенную внутри отверстия в катоде и анализ процессов рождения и гибели заряженных частиц. Показано, что ввод энергии и соответственно процесс рождения заряженных частиц в плазме обусловлен быстрыми электронами пучка, стартовавшими с катода и ускоренными в катодном слое. Гибель заряженных частиц определятся в основном процессом ухода ионов на катод. Процессами тройной рекомбинации и двойной фоторекомбинации при этом можно пренебречь.

11. Представлен механизм токопереноса в плазме псевдоискрового разряда, который позволяет непротиворечиво объяснить наблюдаемые в экспериментах закономерности. В стадии плотного тлеющего разряда основная доля тока, замыкающегося на катоде, обусловлена ионным компонентом. В свою очередь ток на аноде в основном определяется хаотическими электронами, преодолевшими отрицательный потенциальный барьер. В стадии сверхплотного тлеющего разряда электронный компонент тока на катоде соизмерим по величине с ионным, вследствие резкого возрастания коэффициента вторичной эмиссии у.

12. Сформулированы следующие принципы функционирования псевдоискровых разрядников, позволившие разработать промышленные образцы нового класса отпаянных сильноточных коммутаторов с холодным катодом серии TDI и TPI.

Необходимым условием принудительного запуска разрядников является генерация заряженных частиц в полости электрода содержащего узел запуска и связь полости с разрядным промежутком. Один из вариантов, позволяющих осуществить старт приборов с малыми временами запаздывания и высокой стабильностью срабатывания при низких энергозатратах на запуск, состоит в зажигании в полом катоде разряда низкого давления с принудительным инициированием катодного пятна или тлеющего разряда.

Увеличение рабочего анодного напряжения приборов, а также повышение возможности работы разрядников в области более высоких частот, обусловлено подавлением предпробойных токов, протекающих в полом катоде прибора. Подавление возможно осуществить как путем ухудшения связи разрядного промежутка с катодной полостью и изменением ее физических размеров, так и использованием дополнительных электродов, находящихся под потенциалом.

Возможность псевдоискровых разрядников, имеющих узел запуска в полости заземленного электрода, функционировать при подаче на потетщальный электрод отрицательного напряжения связана с наличием полости в данном электроде. При этом полость должна быть связана с основным промежутком.

Улучшение (уменьшения нерегулярностей) коммутационной характеристики, а так же снижение стартовых потерь приборов связано с максимальным уменьшением длительности стадии плотного тлеющего разряда и снижением его напряжение горения.

13. На отпаянных макетах, и прототипах промышленных приборов проведено исследование путей, дающих возможность уменьшить длительность стадии плотного тлеющего разряда и снизить величину напряжения горения. Показано, что развитие площади катода и размещение внутри последнего эмиссионной таблетки, изготовленной из композиционного материала с высокой эмиссионной способностью, позволяет существенно (почти в два раза) снизить напряжение горения. Искусственное инициирование катодного пятна на элементах конструкций, входящих в состав полого катода на стадии запаздывания развития пробоя в основном промежутке, дает возможность практически исключить фазу плотного тлеющего разряда. Предложенные решения позволяют улучшить коммутационную характеристику приборов, снизить их стартовые потери и расширить диапазон работы в области малых токов и низких анодных напряжений.

14. Описаны особенности конструкций, основные характеристики и схемы включения нового класса промышленных сильноточных импульсных разрядников низкого давления с холодным катодом (псевдоискровых разрядников) серии ТБ1 и ТР1, разработанных на основе исследований представленных в настоящей работе. Разрядники обладают уникальной совокупностью свойств и позволяют коммутировать импульсы тока до 200 кА в микро и наносекундном диапазоне времен при начальных напряжениях до 50 кВ, имеют наносекундную стабильность срабатывания, допускают реверс тока, могут работать при подаче на высоковольтный электрод напряжения отрицательной полярности и имеют высокий ресурс работы.

15. Для разрядников серии ТЭ1 показано, что при коммутации сильноточных импульсов (амплитуда около 200 кА и заряд, перенесенный за импульс 0,1-0,2 Кл) ресурс работы существенно зависит от симметрии тока протекающего через прибор. При использовании контуров с симметричным растеканием токов, разрядники имеют ресурс не менее 5'10э Кл. При ассиметричном контуре ресурс может падать более чем на два порядка.

16. Впервые показано, что разрядники низкого давления с холодным катодом можно использовать для параллельной коммутации импульсов тока от единиц до сотен килоампер в микро и наносекундном диапазоне времен.

Результаты, представленные в работе, были проделаны за период с 1989 по 2008 годы и опубликованы в 64 работах [51-115], из них 20 в рецензируемых журналах. Список основных публикаций (исключая тезисы докладов) составляет 53 наименования и приведен в автореферате.По результатам выполненной работы сделано 40 докладов на Всероссийских, Всесоюзных и Международных конференциях, симпозиумах и семинарах. Часть работ, связанная с сильноточными коммутаторами, защищена патентом [98].

В представленных в диссертационной работе результатах автор внес определяющий вклад в постановку задач, проведение экспериментальных исследований и анализ полученных результатов. Теоретическая работа проводилась совместно с Ю. Д. Королевым и А. В. Козыревым. Исследования свойств разрядов осуществлялись вместе с сотрудниками лаборатории низкотемпературной плазмы Института Сильноточной Электроники СО РАН О. Б. Францем, К. А. Клименко. В. Г. Работкиным, В. Г. Гейманом, А. В. Болотовым и Н. В. Ландлем. Разработка методик диагностики плазмы на основе методов эмиссионной спектроскопии осуществлялась автором единолично, в то время как экспериментальные спектроскопические исследования проводились совместно с Н. П. Кондратьевой и сотрудниками Института Физики Университета Эрланген-Нюрнберг (Германия) К. Франком и У. Юргеном. Работы, связанные с испытанием прототипов псевдоискровых разрядников совместно с изготовителем приборов В. Д. Бочковым, О. Б. Францем, К. Франком и У. Юргеном. Фамилии других соавторов, принимавших участие в отдельных направлениях исследований, указаны в списке публикаций по теме диссертации. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации, и выносимые на защиту, получены автором лично.

В заключении автор считает своим приятным долгом выразить благодарность научному консультанту профессору Ю. Д. Королеву за неизменное внимание в работе и творческое обсуждение полученных результатов. Автор так же благодарен сотрудникам лаборатории низкотемпературной плазмы Института Сильноточной Электроники СО РАН и Института Физики Университета Эрланген-Нюрнберг за помощь в практической деятельности и директору ООО Импульсные технологии В. Д. Бочкову за поддержку в работе, связанной с псевдоискровыми разрядниками и плодотворные дискуссии.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Шемякин, Илья Александрович, 2011 год

1. Д. Мик, Д. Крэгс. Электрический пробой в газах. - М.: Иностранная литература, 1960. - 605 С.

2. Г. Ретер. Электрические лавины и пробой в газах. М.: Мир, 1968. - 390 С.

3. Ю. Д. Королев, Г. А. Месяц. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.-221 С.

4. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / под ред. В. Е. Фортова. -М.: Наука, 2000.

5. Фогельсон Т. Б., Бреусова Л. Н., Вагин Л. Н. Импульсные водородные тиратроны. М.: Советское радио, 1974. - 212 С.

6. Gas discharge closing switches. Advances in pulsed power technology / Edited by G. Schaefer, M. Kristiansen and A. Guenther New York: Plenum Press, 1990.

7. Гельцель M. Ю., Панфилов А. Д., Соболев С. С., Юдин Л. И. Характеристики водородных тиратронов // Приборы и техника эксперимента. -1965. -№.2. С. 121.

8. Киселев Ю. В., Черепанов В. П. Искровые разрядники. М.: Советское радио, 1976.

9. Ковальчук Б. М., Кремнев В. В., Месяц Г. А. Лавинный разряд в газе и генерирование нано и субнаносекундных импульсов большого тока // Доклады АН СССР. 1970-т. 191.-№ 1.-СС. 76-78.

10. Ю. Д. Хромой, В. А. Андронова, Р. Г. Антохин и др. Высоковольтный импульсный разрядник ИРТ 4 // Приборы и техника эксперимента. - 1978. -С.195.

11. Бриш А. А., Дмитриев А. Б. Вакуумные искровые реле // Приборы и техника эксперимента. 1963. - №.4. - С. 53.

12. Бычков Ю. И., Королев Ю. Д., Месяц Г. А. и др. Инжекционная газовая электроника. Новосибирск: Наука, 1982. - 236 С.

13. Месяц Г. А. Исследование по генерированию мощных наносекундных импульсов: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Томск, 1966. - 292 С.

14. J. Christiansen and Ch. Schultheiss / Production of Current Particle Beams by Low Pressere Spark Discharges // Z. Physik A. 1979. - vol. 290. - PP. 35 - 41.

15. K. Frank, E. Bogasch, J. Christiansen et al. / High-power pseudo spark and BLT switches // IEEE Trans. On Plasma Sci. - April 1988. - vol. 16 - N. 2 - PP. 317 -323.

16. D. Bloess et al. / The triggered pseudo spark chamber as a fast switch and a high-intensity beam sours //Nucl. Instrum. Methods. - vol. 205 - P. 35 - 1983.

17. P. Billault, et al. / Pseudospark switches // CERN, Geneva, Switzerland, Yellow Rep., CERN, 87 13, 1987.

18. H. Riege and E. Boggasch / High Power, High-Current Pseudospark Switches // IEEE Trans. On Plasma Sci. - October 1989. - vol. 17 - N. 5 - PP. 775 -777.

19. Лозанский Э. Д., Фирсов О. Б. Теория искры. М.: Атомиздат, 1975.

20. Харрис Л. // Вакуумные дуги / Под ред. Дж. Лафферти. М.: Мир, 1982. -С. 53.

21. Грановский В. Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1974.

22. Месяц Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Советское радио. - 1974. - 256 С.

23. Г. А. Месяц, А. С. Насибов, В. В. Кремнев. Формирование наносекундных импульсов высокого напряжения. М.: Энергия, 1970.

24. Месяц Г. А., Бычков Ю. И., Искольдский А. М. Время формирования разряда в коротких воздушных промежутках в наносекундном диапазоне времени // ЖТФ. 1968. - Т. 38. - Вып. 8. - С. 1287.

25. Месяц Г. А., Кремнев В. В., Коршунов Г. С., Янкелевич Ю. Б. Ток и напряжение искры при импульсном пробое. // ЖТФ 1969.- Т.39.- N. 1. -С.75.

26. Елецкий А. В., Смирнов Б. М. Газовые лазеры. М.: Атомиздат, 1971.

27. Елецкий А. В. Эксимерные лазеры // Успехи физических наук. 1978. -Т. 125.-вып. 2.- С. 279-314.

28. Крапивнина С. А. Плазмохимические технологические процессы. -Ленинград: Химия, 1981.

29. Lutz М. A. Glow to arc transition. Critical review // IEEE Trans. On Plasma Sei. - vol. 2 - N. 1 - PP. 1 - 24 - April 1974.

30. Kekez H. H., Hakomaski A. H., Savic P. / The use shock tube and shock wawe concepts in the physicsof electricfl and optical gas discharge // XI Intern. Symp. On shock tubes // Seattle, 1977. PP. 114 - 118.

31. Королев Ю. Д., Хузеев А. П. Формирование искрового канала в объемном разряде, инициируемом пучком быстрых электронов // Теплофизика высоких температур. 1975. - Т. 45. - В. 1. - СС. 861 - 862.

32. Королев Ю. Д., Кузьмин В. А., Месяц Г. А. Наносекундный газовый разряд в неоднородном поле с взрывными процессами на электродах // ЖТФ. -1980. Т. 50 - вып. 4 - СС. 699 - 704.

33. Лисицин В. И., Сорокин А. Р. Электроразрядный Ar Хе лазер высокого давления на ИК переходах // Письма в журн. техн. Физики. - 1979. - Т.5. -вып.14.-СС. 876 - 879.

34. Ю. И. Бычков, Ю. Д. Королев, Г. А. Месяц и др. Режимы устойчивого горения обьемного разряда, возбуждаемого электронным пучком в с добавками Ar-SF 6 // Письма в журн. техн. Физики. 1977. - Т.З. - вып. 21 - СС. 1121 -1125.

35. Ю. И. Бычков, Ю. Д. Королев, Г. А. Месяц и др Исследование обьемного разряда, возбуждаемого пучком электроннов в смеси Ar SF 6. Часть II // Известия вузов. Физика. - 1978. -N. 7. - СС. 77 - 81.

36. Л. Ю. Абрамович, Б. Н. Клярфельд и Ю. Н. Настич Сверхплотный тлеющий разряд с полым катодом // ЖТФ. 1966. - Т. 36. - Вып. 4. - С. 714.

37. И. И. Бакалейник Новые технические применения эффекта полого катода // Электронная техника сер. 3 "Газоразрядные приборы". 1971. - Т. 16. - N. 2(22). - СС. 69 - 74.

38. А. А. Вилк, А. А. Салк. Новый мощный высоковольтный коммутатор // Труды XI Всесоюзн. Конф. по Физике лазеров. Лохусалу, 22 - 25 сентября, 1988.-СС.1 - 11.

39. G. Mechtersheimer et al. / High repetition rate, hast current rise, pseudo-spark switch / J. Phys. E: Sci.Insrum. 1986. - Vol. 19 - PP. 466 - 470.

40. K. Frank and J. Christiansen / The fundamentals of the pseudospark and its applications // IEEE Trans. On Plasma Sci. October 1989. - vol. 17 - N. 5 - PP. 748 - 753.

41. Claudius Kozlik et al. / Triggered Low Pressure Pseudospark - Based High Power Switch // IEEE Trans. On Plasma Sci. - October 1989. - vol. 17 - N. 5. - PP. 758 - 761.

42. T. Mehr, R. Tkotz, J. Stenzenberger, G. Hintz, J. Christiansen, P. Felsner, K. Frank, and M. Stetter "The bottleneck in pseudospark discharges" // J. Appl. Phys. -1995. vol. 79 - N. 2 - PP. 625 - 630.

43. M. Stetter, P. Felsner, J. Christiansen, K. Frank, A. Gortler, G. Hintz, T. Mehr, R. Stark, and R. Tkotz "Investigation of the different discharge mechanisms in pseudospark discharges" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1995. - vol. 23 - N. 3 -PP. 283 -293.

44. F. Favre, P. Choi, H. Chuaqui, Y. Kaufman, J. Moreno, E. Wyndham, and M. Zambra "Hollow cathode effect in charge development processes in transient hollow cathode discharge" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1995. - vol. 23 - N. 3 - PP. 212 -220.

45. J. P. Boeuf and L. C. Pitchford "Pseudospark discharge via computer simulation" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1991. - vol. 19 - PP. 286 - 296.

46. L.C. Pitchford "Predicted Emittance and Brihtness of the Pseudospark Electron-Beam" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1995. - vol. 23 - PP. 243 - 247.

47. W. Hartman, V. Dominic, G.F. Kirkman, and M.A. Gundersen "An analysis of the anomalous high-current cathode emission in pseudospark and back of - the-cathode lighted thyratron switches" // J. Appl. Phys. - 1989. - vol. 65 - N. 11 - PP. 4388 -4395.

48. Формирование импульсного разряда низкого давления при принудительном инициировании катодного пятна / Н. Н. Коваль, Ю. Д. Королев, В. Б. Пономарев, В. Г. Работкин, И. А. Шемякин, П. М. Щанин // Физика плазмы. 1989. - Т. 15, вып. 6. - С. 747 - 752.

49. Козырев А. В., Королев Ю. Д., Шемякин И. А. Процессы в катодной области дугового разряда низкого давления // Изв. высш. учебн. завед. Физика. 1994. -№3.-СС. 5-25.

50. Исследование механизма зажигания разряда в псевдоискровых разрядниках низкого давления / К. А. Клименко, А. В. Колесников, Ю. Д. Королев, В. Г. Работкин, И. А. Шемякин // Физика плазмы. 1991. - Т. 17. -вып. 10.-СС. 1256- 1262.

51. Low pressure discharge in pseudosparks / К. A. Klimenko, A. V. Kolesnikov, Yu. D. Korolev, V. G. Rabotkin, I. A. Shemyakin // Proc. XX Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases. Pisa, Italy, 1991. - Vol. 2. - PP. 492 - 493.

52. Параллельная работа псевдоискровых разрядников на общую нагрузку / К. А. Клименко, А. В. Колесников, Ю. Д. Королев, В. Г. Работкин, И. А. Шемякин // Приборы и техника эксперимента. 1992. - № 6. - СС. 135 - 139.

53. Сильноточные разрядники низкого давления с холодным катодом / В. Д. Бочков, Ю. Д. Королев, И. А. Шемякин // VII Конф. по физике газового разряда. Тез. Докл. Ч. I. Самара, 1994. - СС.40 - 42.

54. V. D. Bochkov, Yu. D. Korolev, I. A. Shemyakin. High-current ceramic-metal sealed-off pseudospark switches (designs and applications) // Proc. XVII Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum Berkeley, 1996. - Vol. 2. -PP. 977-980.

55. Исследование механизма запуска псевдоискровых разрядников с узлом поджига на основе поверхностного разряда / В. Д. Бочков, А. В. Болотов, В. Г. Гейман, Н. В. Ландль, Р. В. Ивашов, Ю. Д. Королев, О. Б. Франц, И. А.

56. Шемякин // XI Всерос. конф. по физике газового разряда ФГР-2002 Рязань -2000-Ч. 1 -СС. 123 - 125.

57. Режимы запуска псевдоискрового разрядника со вспомогательным тлеющим разрядом в узле поджига / К. А. Клименко, Ю. Д. Королев, В. Г. Работкин, О. Б. Франц, И. А. Шемякин // Журн. техн. физики. 1992. - Т. 62, вып. 10.-СС. 74-80.

58. Исследование псевдоискрового разрядника со вспомогательным тлеющим разрядом в цепи запуска / К. А. Клименко, А. В. Колесников, Ю. Д. Королев, В. Г. Работкин, О. Б. Франц, И. А. Шемякин // Журн. техн. физики. -1992.-Т. 62, вып. 2. С. 456.

59. Режимы запуска псевдоискрового разрядника с узлом поджига на основе тлеющего разряда / К. А. Клименко, Ю. Д. Королев, В. Г Работкин, О. Б. Франц, И. А. Шемякин // VI Конф. по физике газового разряда Казань - Тез. Докл. -Ч. I. - 1992. - СС. 95 -99.

60. Electrical breakdown mechanism in pseudospark switches / K. A. Klimenko, A. V. Kozyrev, Yu. D. Korolev, V. G. Rabotkin, I. A. Shemyakin // Proc. XV Intern. Symp. on Discharge and Electrical Insulation in Vacuum Darmstadt, 1992. - PP. 467 - 469.

61. А. В. Болотов, А. В. Козырев, Ю. Д. Королев, В. Г. Работкин, О. Б. Франц, И. А. Шемякин Механизм статического пробоя псевдоискрового разрядника // Физика низкотемпературной плазмы. Материалы конференции. -Петрозаводск, 1995. Ч. 2. - СС. 216 - 217.

62. Исследование предпробойных токов, протекающих в псевдоискровых разрядниках / В. Д. Бочков, А. В. Колесников, Ю. Д. Королев, В. Г. Работкин, О. Б. Франц, И. А. Шемякин // Журн. техн. физики. 1997. - Т. 67 - вып. 10.

63. Исследование потоков ионов, возникающих в прикатодных областях дуги низкого давления / Н. Н. Коваль, Н. П. Кондратьева, Ю. Д. Королев, И. А. Шемякин, П. М. Щанин // Изв. АН Сер. физическая 1999. - Т. 63 - № 11. -СС. 2271 - 2275.

64. Yu. D. Korolev, О. В. Frants, V. G. Geyman, R. V. Ivashov, N. V. Landl, I. A. Shemyakin, K. Frank, I. Petzenhauser. High-current low pressure pulsed glow discharge with a hollow cathode // Proc. 7th International Conference on

65. Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows Tomsk, Russia -25 - 29 July - 2004 - PP. 107 - 110.

66. А. V. Bolotov, Yu. D. Korolev, N. V. Landl, О. B. Frants, I. A. Shemyakin and J. Urban / An Investigation of Plasma Parameters of Pulse High Current Hollow-Cathode Glow Discharge // 15th SHCE Proceedings - Tomsk, 2008. - PP. 244-247.

67. Yu. D. Korolev, О. B. Frants, V. G. Geyman, R. V. Ivasov, N. V. Landl, I. A. Shemyakin, "Generation of EUV Radiation in Plasma of the High Current Hollow-Cathode Glow Discharge" // Известия Вузов. Физика. - 2006. - № 11 -Приложение - СС. 169 - 172.

68. Yu. D. Korolev, О. В. Frants, V. G. Geyman, R. V. Ivashov, N. V. Landl, I. A. Shemyakin Space Time Evolution of the Pseudospark Discharge Plasma Emitting Near 13.5 nm // Известия Вузов. Физика. - 2006. - № 11 - Приложение - СС. 217-220.

69. Bolotov А. V., Korolev Yu. D., Frants О. В., Landl N. V., Shemyakin I. A. The EUV Emission Formation from Pseudospa Discharge Plasma // Изв. вузов. Физика. 2007. - № 9. - Приложение. - СС. 136 - 139.

70. Развитие импульсного разряда низкого давления в псевдоискровых разрядниках. / Ю. Д. Королев, О. Б. Франц, И. А. Шемякин // X Всерос. конф. по физике газового разряда ФГР 98 - Рязань, 2000. - Ч. 1 - СС. 144- 145.

71. Investigation on dense and superdense glow discharge phases in pseudospark electrode systems / Yu. D. Korolev, О. B. Frants, V. G. Geyman, R. V. Ivashov, N.

72. V. Landl, I. A. Shemyakin // IV Intern. Conf. Plasma Phys. and Plasma Techn. Minsk, Belarus. September 2003. - Vol. 1. - P. 11.

73. Бочков В. Д., Дягилев В. М., Королев Ю. Д., Ушич В. Г., Шемякин И. А. Патент РФ № 2089003 (заявка 95117322) на изобретение «Газоразрядный прибор с холодным катодом».

74. Бочков В. Д., Королев Ю. Д., Шемякин И. А. Псевдоискровые разрядники для коммутации больших импульсных токов // Физика низкотемпературной плазмы. Материалы конференции. Петрозаводск, 1995. -Ч. З.-СС. 402-404.

75. Псевдоискровые разрядники для схем питания импульсных лазеров / В. Д. Бочков, Ю. Д. Королев, К. Франк, О. Б. Франц, И. А. Шемякин // Изв. вузов. Физика. 2000. - Т. 43 - № 5 - СС. 97- 105.

76. Methods for reducing the forward voltage drop in pseudospark switches / V. D. Bochkov, V. M. Dyagilev, V. G. Ushich О. B. Frants, Yu. D. Korolev, I. A. Shemyakin, V. G. Geyman, R. V. Ivashov, N. V. Landl, K. Frank, M. Iberler, J.

77. Urban // International power modulator conference abstract book. Holliwood, USA. - June 30 - July 3, 2002. - P. 141

78. Yu. D. Korolev, I. A. Shemyakin, О. В. Frants, К. Frank "Low voltage triggering of a pseudospark switch" // Proc. XlXth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum September 18 - 22, 2000. - Xi'an, China - Vol. 1 -PP. 335 - 338.

79. Yu. D. Korolev, О. B. Frants, V. G. Geyman, et al. "EUV radiation from plasma of a pseudospark discharge in its different stages" : Proceedings of SPIE / edited by Kamil A. Valiev Zvenigorod, 2003. - vol. 5401 - PP. 16 - 21.

80. Крейндель Ю. E. Плазменные источники электронов — M.: Атомиздат, 1977. — 145 с.

81. Коваль Н. Н., Крейнделъ Ю. Е., Месяц Г. А. и др. Эффективное использование дуги низкого давления в сетчатом плазменном эмиттере электронов // Письма в ЖТФ. 1983. - Т. 9. - С. 568.

82. Vizir А.V., Oks Е.М., Shandrikov M.V. Generation of Space Charge Compensated Low Energy Ion Flux. // Rev. Sci. Instrum. 2008 - 02B719 - P.79.

83. V.A. Burdovitsin, E.M. Oks. Fore-vacuum plasma-cathode electron sources // Laser and particle beams. 2008. - 26. - Iss. 04. - P.619-635.

84. Ковальчук Б. М., Месяц Г. А. Генератор мощных наносекундных импульсов с вакуумной линией и плазменным прерывателем // ДАН СССР. -1985.-Т. 284.-С. 857.

85. Бугаев С. П., Литвинов Е. А., Проскуровский Д. И., Месяц Т. А. Взрывная эмиссия электронов // УФН. — 1975. — Т. 115,—Вып. 1. — С. 401—120.

86. Месяц Г. А., Проскуровскии Д. И. Импульсный электрический разряд в вакууме. Новосибирск: Наука, 1984. — 256 с.

87. Королев Ю. Д., Месяц Г. А. Автоэмиссионные и взрывные процессы в газовом разряде Новосибирск: Наука, 1982.

88. Коваль Н. Н., Крейндель Ю. Е., Литвинов Е. А. и др. Развитие кнудсендовской дуги с катодным пятном // ДАН СССР. . 1988. - Т. 300. - С. 1108.

89. Плютто А. А., Рыжков В. И., Капин А. Т. Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг. // ЖЭТФ. 1964. - Т. 47. - С. 494.

90. Кимблин С. У. Экспериментальные исследования плазматронов. -Новосибирск: Наука, 1977. СС. 226 - 253.

91. Kutzher J., Miller Н. С. Ion Flux fom Cathode Region of a vacuum arc // Proc. XIII Int. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Paris, France, 1988.-P. 226.

92. H. C. Miller. Constraints imposet upon theories of the vacuum arc cathode region by specific energy measurement // J. Appl. Phys. 1981. - V. 52. - P. 4523.

93. Davis W. D., Miller H. C. Analysis of the electrode products emitted by arcs in a vacuum ambient // J. Appl. Phys. 1969. - V. 40. - P. 2212.

94. Суладзе К. В., Цхадая Б. Л., Плютто Л. А. .Особенности формирования интенсивных пучков электронов в ограниченной плазме. // Письма в ЖЭТФ. -1969. Т. 10. - Вып. 6 - СС. 282 - 285.

95. Stephanakis S. J., Apruzese J. P., Burkhalter P. G. et al. Effect of pulse sharpenning of imploding neon Z-pinch plasmas // Appl. Phys. Lett. Mar 1986. -Vol. 48. -N. 13. - PP. 829—831.

96. J. M. Grossman, S. В. Swanekamp, P. F. Ottinger et al. Gap formation processes in a high density plasma opening switches // Phys. Plasmas. - 1995. -v.2. N.I., PP. 299-309.

97. Ottenger P. F., Goldstein S. A., Meger R. A. Theoretical modelling of the plasma erosion opening switch for inductive storage applications // J. Appl. Phys. -1984. Vol. 56. - N 3. - PP. 774-784.

98. Meger R. A., Comisso R. J., Coopersteln G., Goldstein S. A. Vacuum inductive store / pulse compression experiments on a high power accelerator using plasma opening switches // Appl. Phys. Lett. 1983. - Vol. 42. - N. 11. - PP. 943 - 944.

99. Абдуллин Э. H., Баженов Г. П., Бастриков А. И. и др. Сильноточный плазмонаполненный диод в режиме прерывателя тока // Физика плазмы. 1985. -Т. 11. -СС. 109-110.

100. Луценко Е. И., Середа II. Д., Димитрова Б. Д. Механизм неустойчивости сильноточного прямого разряда при низком давлении газа // Физика плазмы. -1984.-Т. 10.-.№. 1.-СС. 151 164.

101. Диагностика плазмы / под редакцией Р. Хадлстоуна, С. Леонардо // Москва: Мир, 1967.

102. Методы исследования плазмы / под редакцией Лохте-Хольтгревена // Москва: Мир, 1971.

103. V. Avtaeva, G. N. Kurtynina, D. К. Otorbaev. Spectroscopic investigation of particles velocity distribution functions in vacuum arc plasmas // Ргос. XIII Int. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Paris, France, 1988. -PP. 223 -225.

104. Шантурин Л. П. Синтез анодно-плазменных систем формирования электронных потоков // Радиотехника и Электроника, 1980. - № 3. - СС. 612—622.

105. Козырев А. В. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ. мат. наук. Томск, 1995.

106. В. И. Бабанин, А. Я. Эндер. Об условии поджига разряда в диоде с локальной ионизацией // ЖТФ. .1979. - Т. 49, - С. 2606.

107. T. Hsu, G. Kirkman, M. Gundersen / Multiple gap back - lighted thyratrons for high power application // IEEE Trans. On El. Dev. - April 1991. - vol. 38, - N. 4.

108. K. Bergmann, G. Schriever, O. Rosier, et al. "Highly repetitive, extreme-ultraviolet radiation source based on a gas-discharge plasma" // Appl. Optics. 1999. -vol. 65-PP. 5413 - 5417.

109. J. Pankert, K. Bergman, J. Klein, et al. "Physical Properties of the EUV Source" // Proceedings of SPIE, edited by Roxann L. Engelstad - vol. 4688 - PP. 87 - 94 - SPIE, 2002.

110. J. P. Boeuf and L. C. Pichford. Pseudospark discharge via computer simulation // IEEE Trans. On Plasma Sci. Oct., 1991. - Vol. 19. - PP. 286 - 296.

111. G. A. Mesyats and V. F. Puchkarev "On mechanism of emission in pseudosparks" // Proc. XVth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum Darmstadt, 1992 - PP. 488 - 489.

112. V. F. Puchkarev "Fast processes on cathode surface resulting in pseudospark discharge" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1993. - vol. 21 - no. 6 - PP. 725 - 730.

113. G. A. Mesyats "Ecton avalanche of electrons from metal" // Usp. Fiz. Nauk. - 1995. - vol. 165 - no. 6 - PP. 601 - 626.

114. G. A. Mesyats "Ecton Mechanism of the vacuum arc cathode spot" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1995. - vol. 23 - no. 6 - PP. 879-883.

115. A. Anders and S. Anders "Electron emission from pseudospark cathodes" // J. Appl. Phys. 1994. - vol. 76 - no. 3 - PP. 1494-1502.

116. A. Anders, S. Anders, M. A. Gundersen and A. M. Martsinovskii "Self-sustained self-sputtering: A possible mechanism for the superdense glow phase of a pseudospark" // IEEE Trans. On Plasma Sci. 1995. - vol. 23 - no. 3 - PP. 275 -282.

117. G. Lins, W. Hartman. Metal vapour densities in pseudospark swiches with tantalum carbide cathodes // J. Phys. D: Appl. Phys. 1993. - vol. 26 - PP.2154 -2158.

118. D. Bloess et al. The triggered pseudo spark chamber as a fast switch and a high - intensity beam sours // Nucl. Instrum. Methods. - 1983. - vol. 205 - P. 35.

119. O. Almen et al. / Triggered Low-Pressure Pseudospark Based High Power Switch / Proc. XVII Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. - Paris, 1988.-Vol. 2.-PP. 381 - 383.

120. P. Billault, et al. / Pseudospark switches // CERN, Geneva, Switzerland, Yellow Rep., CERN, 87 13, 1987.

121. A. Gortier, et al. Investigation of Pulsed Flashover for the Triggering of Pseudospark High-Power Switches // IEEE Trans. On Plasma Sei. October - 1989 -vol. 17-N. 5 - PP. 762 - 765.

122. G. Mechtersheimer et al. Multichannel pseudo-spark switch (MUPS) // J. Phys. E: Sci.Insrum. 1987. - Vol.21 - P. 270.

123. Бочков В. Д., Зайдман С. ILL, Петрушев Д. П. Сильноточные управляемые разрядники низкого давления // Приборы и техника эксперимента 1992.-№ 1-С. 229.

124. Б. И. Москалев. Разряд с полым катодом. М.: Энергия, 1969. - 184 С.

125. Yu. D. Korolev, К. Frank "Discharge formation process and glow-to-arc transition in pseudospark switch" // IEEE Trans. Plasma Sei. 1999. - vol. 27 - no. 5 - PP. 1525 - 1537.

126. P. Felsner, M. Stetter, W. Hartmann, A. Linsenmeyer, J. Christiansen, and K. Frank "Investigation of cathode phenomena in pseudospark discharges" // J. Appl. Phys. 1994. - vol. 76 - no. 10 - PP. 5661 - 5665.

127. W. Hartmann and G. Lins "The spatial and temporal development of pseudospark switch plasmas" // IEEE Trans. On Plasma Sei. 1993. - vol. 21 - no. 5 -PP. 506 - 510.

128. A. V. Bolotov, A. V. Kozyrev and Yu. D. Korolev "Cathode layer of vacuum arc with a low current density" // Teplofiz. Vysokikh Temper. 1990. - vol. 28 - PP. 1228 - 1229.

129. А. V. Bolotov, А. V. Kozyrev and Yu. D. Korolev "Model for the cathode layer of vacuum arc at non monotonie potential distribution in a near - cathode plasma" // Fizika Plazmy. - 1993. - vol. 19 - no. 5 - PP. 709 - 719.

130. Плазма в лазерах / Под ред. Дж. Бекефи // Москва: Атомиздат, 1982.

131. Биберман JI. М., Воробьев В. С., Якубов И. Т. / Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы / Москва: Наука, 1982. 375 С.

132. Зайдель А. П., Прокофьев В. К., Райский С. М. / Таблицы спектральных линий // Москва: Наука, 1977. 800 С.

133. Стриганов А. Р., Свентицкий И. С. / Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов // Москва: Атомиздат, 1966. 898 С.

134. Spectral lines by Kurukz, compiled by Claas Heise // http:// cfa-www.harvard.edu/ampdata/ampdata/kurukz23 / secur.html

135. Волков Я. Ф., Митина И. И. О световых характеристиках ФЭУ, работающих в режиме регистрации световых импульсов // Журнал прикладной спектроскопии. 1972. - Т. 17. - Вып. 4. - СС. 677 -781.

136. Зайдель А. И., Островская Г. В. Техника и практика спектроскопии -Москва: Наука, 1972. 375 С.

137. Малышев В. И. Введение в экспериментальную спектроскопию -Москва: Наука, 1979. 375 С.

138. Грим Г. Спектроскопия плазмы Москва: Атомиздат, 1964.

139. Плазма в лазерах / под ред. Дж. Бекефи Москва: Атомиздат, 1982.

140. Корглис Ч., Бозман У. Вероятности переходов и сил осцилляторов для 70 элементов Москва: Мир, 1968.

141. Фриш Э. Оптические спектры атомов Москва: Наука, 1964.

142. JI. А. Вайнштейн, И. И. Собельман, Е. А. Юков. Сечения возбуждения атомов и ионов электронами. М.: Наука, 1973.

143. К. Н. Ульянов. Сверхплотный тлеющий разряд. Теория катодной области // Теплофиз. Высоких Темпер. -1999. том. 37 - N. 3 - СС. 363 - 373.

144. И. И. Аксенов и др. Импульсные коммутирующие газоразрядные приборы с холодным катодом // Обзоры по электронной технике. Вып. 4 (208) -Москва: ЦНТИИ "Электроника", 1974.

145. А. В. Вишневский и др. Газоразрядный прибор / Авторское свидетельство СССР № 505052 // Бюллетень Изобретений № 8 - 20.02.1976.182. http://cgi.ebay.com/NEW-EG-G-HY-l 102-HY1102-Нуdrogen-Thyratron-TubeWOQQitemZ 140016446747QQcmdZViewItem.

146. Богданова Н. П., Малолетков Б. Д. Работа катода с развитой поверхностью в условиях сильноточного импульсного разряда // Тез. докл. Всероссийского симпозиума по эмиссионной электронике. Рязань, 1996. -СС. 125-126.

147. Арефьев А. С., Богданова Н. П., Малолетков Б. Д. Характеристики тиратрона с холодным катодом // Тез. докл. VIII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике. Т.З. Свердловск, 1990. - С.47.

148. Кудинцева Г. А. Термоэлектронные катоды. Москва.: Энергия, 1966. -С. 90.