Streamers Initiated by a Capacitive Discharge at Air Pressure 0.2–6 Torr

V. F. Tarasenko; Тарасенко В. Ф.; E. Kh. Baksht; Бакшт Е. Х.; V. A.  Panarin; Панарин В. А.; N. P. Vinogradov; Виноградов Н. П.

doi:10.31857/S0367292123700245

Стримеры, инициируемые емкостным разрядом при давлениях воздуха 0.2–6 Торр

Авторы: Тарасенко В.Ф.¹, Бакшт Е.Х.¹, Панарин В.А.¹, Виноградов Н.П.¹
Учреждения:
1. Институт сильноточной электроники СО РАН
Выпуск: Том 49, № 6 (2023)
Страницы: 590-599
Раздел: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
URL: https://ogarev-online.ru/0367-2921/article/view/139571
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123700245
EDN: https://elibrary.ru/WYLTGE
ID: 139571

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведены исследования плазменных диффузных струй (ПДС), имеющих красный цвет, которые состоят из стримеров (волн ионизации). Обнаружено, что плазма, создаваемая в воздухе при давлениях 0.2–4 Торр импульсно-периодическим емкостным разрядом в диэлектрической трубке, инициирует за один импульс две ПДС, в каждой из которых регистрируется до трех стримеров. Установлено, что по два стримера, которые распространяются от кольцевых электродов в противоположных направлениях, формируются одним импульсом напряжения положительной полярности. С помощью ICCD-камеры и кремниевого ФЭУ показано, что приход фронта положительного стримера в область остановки фронта отрицательного стримера, который генерировался первым на фронте отрицательного импульса напряжения, приводит к формированию третьего тонкого стримера в виде конуса с малым углом при вершине. Установлено, что направление движения третьего стримера совпадает с направлением инициирующих его стримеров, однако его скорость меньше на два порядка. Показано, что при низких давлениях воздуха скорость первых положительных стримеров больше, чем у отрицательных, а расстояние, на которое они распространяются при напряжении генератора 7 кВ и давлении воздуха 0.2 Торр превышает 1 м.

Ключевые слова

воздух низкого давления, емкостной разряд, стример, волна ионизации, моделирование спрайтов

Список литературы

Füllekrug M., Mareev E.A., Rycroft M.J. (Eds.). Sprites, elves and intense lightning discharges. V. 225. Springer Science & Business Media, 2006.
Jehl A., Farges T., and Blanc E. // J. Geophys. Res. Space Physics. 2013. V. 118. P. 454. https://doi.org/10.1029/2012JA018144
Garipov G.K., Khrenov B.A., Klimov P.A., Klimenko V.V., Mareev E.A., Martines O., Mendoza E., Morozenko V.S., Panasyuk M.I., Park I.H., Ponce E., Rivera L., Sala-zar H., Tulupov V.I., Vedenkin N.N., Yashin I.V. // J. of Geophysical Research: Atmospheres. 2013. V. 118. № 2. P. 370. https://doi.org/10.1029/2012JD017501
Huang A., Lu G., Yue J., Lyons W., Lucena F., Lyu F., Cummer S.A., Zhang W., Xu L., Xue X., Xu S. // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 13. doi.org/https://doi.org/10.1029/2018GL079576
McHarg M.G., Stenbaek-Nielsen H.C., Kammae T. // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. P. L06804. https://doi.org/10.1029/2006GL027854
Ebert U., Nijdam S., Li C., Luque A., Briels T., van Veldhuizen E. // JGR: Space Physics. 2010. V. 115. № A7. A00E43. https://doi.org/10.1029/2009JA014867
Pasko Victor P., Jianqi Qin, and Celestin Sebastien // Surveys in Geophysics. 2013. V. 34. P. 797. https://doi.org/10.1007/s10712-013-9246-y
Vasilyak L.M., Kostyuchenko S.V., Kudryavtsev N.N., Filyugin I.V. // Phys. Usp. 1994. V. 37. № 3. P. 247. https://doi.org/10.1070/PU1994v037n03ABEH000011
Anikin N.B., Zavialova N.A., Starikovskaia S.M., Starikovskii A.Y. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2008. V. 36. P. 902. https://doi.org/10.1109/TPS.2008.924504
Huang B., Zhang C., Qiu J., Zhang X., Ding Y., Shao T. // Plasma Sourc. Sci. and Technnol. 2019. V. 28. № 9. P. 095001.
Goto Y., Ohba Y., Narita K., Goto Y., Ohba Y., Narita K. // Journal of Atmospheric Electricity. 2007. V. 27. Iss. 2. P. 105.
Tarasenko V., Vinogradov N., Baksht E., and Sorokin D. // Journal of Atmospheric Science Research. 2022. V. 5. Iss. 3. P. 26. https://doi.org/10.30564/jasr.v5i3.4858
Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Виноградов Н.П. // Прикладная физика. 2022. № 4. С. 11. https://doi.org/10.51368/1996-0948-2022-4-11-17
Бакшт Е.Х., Виноградов Н.П., Тарасенко В.Ф. // Оптика атмосферы и океана. 2022. Т. 35. № 9. С. 777. https://doi.org/10.15372/AOO20220911
Sorokin D., Tarasenko V., Baksht E.Kh., Vinogradov N.P. // European Journal of Environment and Earth Sciences. 2022. V. 3. Iss. 6. P. 42. https://doi.org/10.24018/ejgeo.2022.3.6.322
Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Долгопрудный: Интеллект, 2009, 736 с.
Starikovskiy A.Yu, Aleksandrov N.L., Shneider M.N. // Journal of Applied Physics. 2021. V. 129. № 6. P. 063301. https://doi.org/10.1063/5.0037669
Wu S., Cheng W., Huang G., Wu F., Liu C., Liu X., Zhang C., Lu X. // Physics of Plasmas. 2018 V. 25. № 12. P. 123507. https://doi.org/10.1063/1.5042669
Tarasenko V.F., Kuznetsov V.S., Panarin V.A., Skakun V.S., Sosnin E.A., Baksht E.K. // JETP Letters. 2019. V. 110. P. 85. https://doi.org/10.1063/1.4981385
Tarasenko V., Baksht E., Kuznetsov V., Panarin V., Skakun V., Sosnin E., Beloplotov D. // Journal of Atmospheric Science Research. 2020. V. 3. Iss. 4. P. 28. https://ojs.bilpublishing.com/index.php/jasr
Tarasenko V.F., Sosnin E.A., Skakun V.S., Panarin V.A., Trigub M.V., Evtushenko G.S. // Physics of Plasmas. 2017. V. 24. № 4. P. 043514.
Sosnin E.A., Babaeva N.Yu., Kozyrev A.V., Kozhevni-kov V.Yu., Naidis G.V., Skakun V.S., Panarin V.A., Tarasenko V.F. // Phys. Usp. 2021. V. 64. Is. 2. P. 191. https://doi.org/10.3367/UFNe.2020.03.038735
Panarin V.A., Skakun V.S., Baksht E.K., Sosnin E.A., Kuznetsov V.S., Sorokin D.A. // Plasma Physics Reports. 2022. V. 48. № 7. P. 812.
Hoder T., Bonaventura Z., Prukner V., Gordillo-Váz-quez F.J., Šimek M. // Plasma Sources Science and Technology. 2020. V. 29. № 3. P. 03LT01. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ab7087
Stenbaek-Nielsen H.C., McHarg M.G., Kanmae T., and Sentman D.D. // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. № 11. P. L11105. https://doi.org/10.1029/2007GL029881
Stenbaek-Nielsen H.C., Kanmae T., McHarg M.G., Haaland R. // Surveys in Geophysics. 2013. V. 34. P. 769.
Zabotin N.A., Wright J.W. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. № 13. P. 2593.
Janalizadeh R., Pasko V.P. // Electron Impact Ionization of Metallic Species at Sprite Altitudes as a Mechanism of Initiation of Sprite Streamers. AGU Fall Meeting. 2018.
Tarasenko V., Vinogradov N., Beloplotov D., Burachenko A., Lomaev M., Sorokin D. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 4. P. 652. https://doi.org/10.3390/nano12040652
Hervig M., Thompson R.E., McHugh M., Gordley L.L., Russell III J.M., Summers M.E. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28 № 6. P. 971. https://doi.org/10.1029/2000GL012104
Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит, 2001, 320 с.