Санкт-Петербургский государственный университет, 2013. — 16 с.
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
физико-математических наук
Специальность 01.04.08 – Физика плазмы Цель диссертационной работы Разработать и создать макеты управляемых радиационностойких стабилизаторов, исследовать их электрокинетические характеристики для оптимизации энергетических параметров и конструкций. Для достижения цели решен ряд научно-технических задач:
Разработаны и созданы: измерительно-вычислительный комплекс для исследований анизотропной плазмы и экспериментальные макеты управляемых плазменных стабилизаторов.
Создан метод исследования анизотропной плазмы цилиндрическими зондами. Метод экспериментально апробирован в рабочих условиях плазменных устройств.
Исследованы кинетические характеристики плазмы диодных и триодных стабилизаторов тока и напряжения на базе низковольтного пучкового разряда (НПР) в инертных газах и оптимизированы их энергетические параметры.
Исследованы условия возбуждения плазменных неустойчивостей в рабочих режимах стабилизаторов и разработан способ их подавления для обеспечения высокой стабильности энергетических параметров. Научная новизна
Создан метод диагностики неравновесной анизотропной плазмы цилиндрическими зондами, позволяющий восстанавливать полную функцию распределения и регистрировать диаграммы направленного движения электронов в плазме с произвольной степенью анизотропии. Метод апробирован в плазме пучкового разряда стабилизаторов тока и напряжения, при этом получены следующие результаты:
Измерено пространственное распределение параметров плазмы, восстановлена полная функция распределения, построены полярные диаграммы направленного движения электронов разных энергий, исследованы длины релаксации импульса и энергии электронов в плазме стабилизаторов тока и напряжения.
Установлено, что с повышением давления потенциал горения разряда в диодном стабилизаторе напряжения устанавливается на значении потенциала возбуждения метастабильного уровня газа-наполнителя. Разработан способ стабилизации напряжения в диапазоне 0 - 50 В путем заполнения межэлектродного промежутка инертными газами с различными потенциалами ионизации и возбуждения. Показано, что ограничение плазменного канала экраном в форме конуса, с углом при основании, обеспечивающим свободную радиальную диффузию быстрых электронов, позволяет в 4 раза увеличить длину энергетической релаксации ФРЭС и в 2 раза увеличить плотность рабочего тока стабилизатора.
Исследованы электрокинетические характеристики плазменного триода. Впервые обнаружен режим горения НПР с контрагированным свечением и вольтамперными характеристиками (ВАХ), удовлетворяющими требованиям стабилизации тока и напряжения в условиях одного прибора. Предложен способ и создан макет регулируемого стабилизатора тока и напряжения в диапазоне параметров: jстаб = (10–1 – 101), А/см2; Uстаб = (0 - 70), В.
Разработан и реализован универсальный метод подавления плазменных неустойчивостей, обеспечивающий высокий уровень стабильности рабочих параметров макетов плазменных стабилизаторов тока и напряжения вплоть до плотности разрядного тока 5 А/см2.
Специальность 01.04.08 – Физика плазмы Цель диссертационной работы Разработать и создать макеты управляемых радиационностойких стабилизаторов, исследовать их электрокинетические характеристики для оптимизации энергетических параметров и конструкций. Для достижения цели решен ряд научно-технических задач:
Разработаны и созданы: измерительно-вычислительный комплекс для исследований анизотропной плазмы и экспериментальные макеты управляемых плазменных стабилизаторов.
Создан метод исследования анизотропной плазмы цилиндрическими зондами. Метод экспериментально апробирован в рабочих условиях плазменных устройств.
Исследованы кинетические характеристики плазмы диодных и триодных стабилизаторов тока и напряжения на базе низковольтного пучкового разряда (НПР) в инертных газах и оптимизированы их энергетические параметры.
Исследованы условия возбуждения плазменных неустойчивостей в рабочих режимах стабилизаторов и разработан способ их подавления для обеспечения высокой стабильности энергетических параметров. Научная новизна
Создан метод диагностики неравновесной анизотропной плазмы цилиндрическими зондами, позволяющий восстанавливать полную функцию распределения и регистрировать диаграммы направленного движения электронов в плазме с произвольной степенью анизотропии. Метод апробирован в плазме пучкового разряда стабилизаторов тока и напряжения, при этом получены следующие результаты:
Измерено пространственное распределение параметров плазмы, восстановлена полная функция распределения, построены полярные диаграммы направленного движения электронов разных энергий, исследованы длины релаксации импульса и энергии электронов в плазме стабилизаторов тока и напряжения.
Установлено, что с повышением давления потенциал горения разряда в диодном стабилизаторе напряжения устанавливается на значении потенциала возбуждения метастабильного уровня газа-наполнителя. Разработан способ стабилизации напряжения в диапазоне 0 - 50 В путем заполнения межэлектродного промежутка инертными газами с различными потенциалами ионизации и возбуждения. Показано, что ограничение плазменного канала экраном в форме конуса, с углом при основании, обеспечивающим свободную радиальную диффузию быстрых электронов, позволяет в 4 раза увеличить длину энергетической релаксации ФРЭС и в 2 раза увеличить плотность рабочего тока стабилизатора.
Исследованы электрокинетические характеристики плазменного триода. Впервые обнаружен режим горения НПР с контрагированным свечением и вольтамперными характеристиками (ВАХ), удовлетворяющими требованиям стабилизации тока и напряжения в условиях одного прибора. Предложен способ и создан макет регулируемого стабилизатора тока и напряжения в диапазоне параметров: jстаб = (10–1 – 101), А/см2; Uстаб = (0 - 70), В.
Разработан и реализован универсальный метод подавления плазменных неустойчивостей, обеспечивающий высокий уровень стабильности рабочих параметров макетов плазменных стабилизаторов тока и напряжения вплоть до плотности разрядного тока 5 А/см2.