ИСТИНА

Интерес к импульсным наносекундным разрядам связан с возможностью их использо-вания для воспламенения горючих смесей, решения задач плазменной аэродинамики и др. Целью данной работы является исследование пространственной структуры поверхностного барьерного разряда отрицательной полярности в воздухе при высоких давлениях. Для инициации разряда использовалась коаксиальная система электродов, подробно описанная в [1]. Центральный ВВ электрод представлял собой диск радиусом 10 мм, радиус низковольтного электрода – 23 мм, в качестве диэлектрика использовался ПВХ, толщиной 0.3 мм. Кроме того, часть измерений была проведена с плоской геометрией электродов. Исследовались смеси N2 : O2 = 4 : 1 при Т0 = 300 К в диапазоне давлений P = 1 - 6 атм. Разряд стартовал с кромки ВВ электрода и распространялся в радиальном направлении вдоль поверхности диэлектрика. В квазиоднородном режиме разряд состоит из 150 - 200 стримерных каналов, скорость распространения которых на начальном этапе достигает нескольких мм/нс. Затем через 5-7 нс скорость стримеров резко снижается и они останавли-ваются. В этот момент интенсивность их свечения падает и на фоне слабо светящихся стримерных каналов появляются ярко светящиеся филаменты, распространяющиеся от ВВ электрода в радиальном направлении. Число филаментированных каналов примерно в 4 - 6 раз меньше, чем стримерных, радиус филаментов примерно в 3 раза больше, чем радиус стримеров, а типичная скорость распространения составляет Vf = 5 мм/нс. Следует отметить, что перестройка пространственной структуры разряда (из квазиоднородной, стримерной – в филаментированную) происходит при неизменной величине приложенного напряжения на временах в несколько наносекунд. Результаты измерения максимальной длины распространения стримеров показали, что в диапазоне давлений P = 1 - 6 атм величина U/(P∙Lmax)  const, где U – приложенное напря-жение. Отсюда была получена оценка величины среднего поля в стримерном канале, E/N = 80  10 Td. Максимальная длина распространения филаментов заметно больше, чем длина стримеров, так что поле в канале филаментов, скорее всего, не превышает 30 - 40 Td. Проведенные расчеты (с использованием модели [2]) показали, что наблюдаемая в экспе-риментах динамика тока разряда может быть объяснена рекомбинационно-прилипательным распадом созданной плазмы с последующим замедлением этого распада вследствие накоп-ления атомарного кислорода и отлипания электронов от отрицательных ионов в реакциях с O(3P). При Р = 3 атм, Ne0 = 2.5∙1015 см-3, E/N = 90 Td, imp = 20 нс концентрация атомарного кислорода за время импульса может достигать [O(3P)] = 1018 см-3, а плотность электронов на временах t = 10 - 20 нс превышает 2∙1014 см-3.