Грант РНФ 23-19-00524 "Жесткое рентгеновское и широкополосное радио- излучения лабораторного атмосферного разряда: динамика, источники, механизмы генерации"

Эффекты эмиссий рентгеновского и широкополосного радио- излучений занимают важное место в современной физике газового разряда. Однако, несмотря на широкую предысторию исследований, до сих пор нет единого мнения о ключевых механизмах генерации данных излучений во время развития атмосферных и лабораторных разрядов. Обусловлено это отсутствием многих экспериментальных данных о временных, угловых, спектральных и прочих характеристиках излучений в зависимости от стадии развития разряда, его структуры и параметров плазмы, в частности в областях пространства, связанных с источниками рентгеновского и радио- излучений. Отметим, что для более глубокого понимания механизмов генерации рентгеновского и радио- излучений возникает необходимость в локализации их источников в разряде с точностью до характерных масштабов одиночных плазменных структур (например, каналов одиночных стримеров) на временах, соизмеримых с их характерным временем эволюции (которое может лежать в диапазоне субнаносекунд). Поэтому актуален вопрос о масштабировании и воспроизведении в лабораторных условиях ключевых процессов пробоя разряда, инициирующих рентгеновское и радио- излучения с целью их детального исследования. Однако даже в условиях лабораторного эксперимента определенного успеха в исследовании источников данных типов излучений можно достичь только с одновременным использованием передовых техник регистрации излучений и параметров плазмы разряда, синхронизованных с высокой точностью в один единый диагностический комплекс. Настоящий проект нацелен на создание такого комплекса и использование его для всесторонних исследований природы источников жесткого рентгеновского и широкополосного радио- излучений во время развития протяженных высоковольтных разрядов в атмосферном воздухе. Научная новизна исследований проекта заключается в синхронном измерении пространственно-временных корреляций различных типов электромагнитного излучения при одновременной регистрации структуры и параметров плазмы разряда с высоким временным и пространственным разрешением, что будет обеспечено уникальностью создаваемого диагностического комплекса. В результате выполнения проекта будет получена важная информация о многих характеристиках рентгеновского и радио- излучений. Будут изучены структура и параметры плазмы разряда в локализованных областях источников соответствующих типов электромагнитного излучения. Будут определены возможные пороги генерации рентгеновского и радио- излучений, а также изучено влияние на их инициирование различных условий эксперимента (параметров разрядной среды, геометрии разрядного промежутка, внешних источников предыонизации, полярности прикладываемого импульса напряжения). Детальное исследование пространственно-временных корреляций излучений с параметрами плазмы и структурой разряда, подкрепленное результатами систематизации всех полученных экспериментальных данных и результатами теоретико-модельного анализа, создаст прочную основу для понимания ключевых процессов, происходящих во время лабораторного атмосферного разряда и инициирующих потоки жесткого рентгеновского и широкополосного радио- излучений. В результате будут получены новые знания об источниках рентгеновского и радио- излучений, определена связь механизмов их генерации с эволюцией одиночных структур разряда как целого, исследована возможность масштабирования процессов пробоя разряда, приводящих к инициированию данных излучений. В свою очередь это поможет значительно продвинуться в понимании природы источников рентгеновского и радио- излучений в естественных атмосферных разрядах, а также определить новые эффективные пути их исследований.