Исследование плазменных структур с аномально высокими электрическими полями в поверхностном барьерном разряде

Цель: экспериментальное и расчетное изучение наносекундного поверхностного барьерного разряда, который инициируется в воздухе и других газовых смесях, в зависимости от давления газа. Получены оптические фотографии развития плазменных структур с аномально высоким электрическим полем в поверхностном барьерном разряде в воздухе и смесях воздуха с аргоном при пониженном давлении. Произведен расчет временной эволюции пространственного распределения, интегральной по спектру интенсивности излучения из различных зон разряда. И эксперименты, и расчеты показывают, что разряд развивается только на растущей и падающей фазах импульса напряжения. При этом характеристики разряда на растущей фазе зависят от давления газа, а на падающей - нет. Сравнение результатов расчета с экспериментом позволяют лучше понять механизмы описываемых процессов и ограничения численной модели, а также провести модификацию этой модели с целью лучшего воспроизводства наблюдаемых явлений. Показано, что при описании разряда необходимо учитывать не только ударную ионизацию молекул электронным ударом, но и ассоциативную ионизацию при столкновении молекул азота в возбужденных метастабильных состояниях. Полученные данные демонстрируют фундаментальные закономерности развития наносекундного поверхностного барьерного разряда, в котором реализуются аномально высокие электрические поля.