Исследование процессов, контролирующих распространение предпробойной волны ионизации в диэлектрических трубках с высоким аспектным отношением длины к диаметру

Низкотемпературная плазма (НТП) широко используется в науке и практике. При формировании НТП газовыми разрядами важной стадией является развитие пробоя. Сценарий развития пробоя существенно зависит не только от сорта и давления газа и параметров прикладываемого напряжения (амплитуды U и скорости нарастания dU/dt), но и от геометрии газоразрядной системы и конструктивных особенностей электродов. В отличие от Пашеновского пробоя между плоскими и близко расположенными электродами, зажигание разряда в длинных трубках предваряется распространением волн ионизации (ВИ), которые создают начальную плазму, развивающуюся затем в плазму разряда. Качественно, распространение ВИ вдоль трубки описывается как "диффузия" градиента потенциала, который обеспечивает на фронте волны необходимую ионизацию среды. Распространение ВИ поддерживается емкостными токами через стенки трубки и сопровождается отложением на ее внутренних стенках заряда, который участвует в формировании суммарного электрического поля, движущего фронт волны. Отложение заряда требует времени, поэтому скорость ВИ, ограниченных диэлектрическими стенками, ниже скорости свободных ВИ типа стримеров. К настоящему времени подробно изучено поведение быстрых ВИ при высоких амплитудах прикладываемого напряжения (вплоть до 180 кВ) с крутым передним фронтом (импульсные разряды в трубках), а также медленных ВИ при умеренных амплитудах и с плавно нарастающим фронтом (поверхностные разряды на плоских диэлектриках). Однако поведение медленных ВИ в длинных или капиллярных диэлектрических трубках имеет свои особенности, которые исследованы явно недостаточно, хотя имеется большая практическая потребность в выяснении данного вопроса, например, для повышения надежности срабатывания лазерных гироскопов и других устройств, использующих газовые разряды в диэлектрических трубках с высоким аспектным отношением длины к диаметру. По этой причине предложенные в проекте задачи: выяснение механизмов распространения медленных ВИ и степени влияния заряда стенки на характеристики пробоя в длинных трубках, а также разработка новых методов воздействия на пробой разряда в таких трубках, являются новыми и актуальными.