Номер гранта:13-08-01379
Область научного знания:фундаментальные основы инженерных наук
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2013г.
Руководитель: Огинов А.В.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Проект направлен на исследование эффектов, связанных с явлением убегания электронов (УЭ) в атмосферном воздухе, в том числе пробоем на убегающих электронах (ПУЭ) в начальной фазе разряда. В представляемой схеме лабораторного эксперимента предлагается рассмотреть зарождение и развитие разряда в условиях среднего электрического поля более 45кВ/см на участке протяженностью не менее 25 см. Данная область представляет интерес с одной стороны в связи с проведенными нами ранее работами в области средних полей менее 25кВ/см и промежутками до 1 м. С другой стороны, имеющимися в публикациях результатами исследований в малых атмосферных промежутках (1-2 см) и сильных полях (200-300 кВ/см). В обоих случаях обнаружены эффекты, связанные с убеганием электронов (тормозное излучение пучка УЭ, статистический эффект ПУЭ, лавина УЭ). Выделение пробоя на убегающих электронах как основного механизма развития последующего разряда затруднено с одной стороны искажением картины распределения электрического поля интенсивным стримерообразованием, с другой – ускорением обычного пробоя в сильном поле. Предлагаемая в проекте промежуточная область позволит, при обеспечении нужного распределения поля до фазы активного стримерообразования, обойти данные затруднения. Количественные измерения излучений в видимом, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах позволят проверить модель ПУЭ, предложенную академиком А.В. Гуревичем, для грозовых и высотных атмосферных разрядов.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Промоделированы и проработаны основные требования для проведения заявленных в проекте экспериментов (модификация быстрого ГИН). Наблюдено распространение области УФ-свечения от катода к аноду со скоростью, на 1-2 порядка превышающую скорость распространения последующих стримеров. Проведены измерения радиоизлучения в начальной фазе развития разряда с анализом временной эволюции спектра радиоизлучения. Зарегистрирована модуляция излучения в диапазоне 1-3 ГГц в начальной фазе разряда. Наблюдена импульсная эмиссия нейтронов в процессе высоковольтного атмосферного разряда в лабораторных условиях. Эксперименты проводились при среднем поле порядка 1 МВ/м и токе финальной стадии порядка 10 кА. Получены данные о спектральном составе и угловом распределении рентгеновского излучения в начальной фазе разряда. Зарегистрированы кванты с энергиями от единиц до сотен кэВ. Данные, полученные с помощью комбинации сцинтилляционных детекторов и нейтронного детектора на 3He-счетчиках, полностью подтвердили наличие нейтронного излучения в лабораторном атмосферном разряде. Анализ большой статистики разрядов показал сильную зависимость выхода жесткого рентгеновского и нейтронного излучений от геометрии электродов. В конфигурации электродов с полусферическими анодом и катодом (допробойное среднее поле), рентгеновское излучение наблюдается в 33% выстрелов, тогда как только в 1.4% выстрелов регистрируется нейтронное излучение. В конфигурации электродов с полусферическими анодом и катодом типа «игла в конусе» (надпробойное поле вблизи острия, со средним околопробойным полем в расширенной приосевой зоне) генерация излучений существенно выше: рентгеновское излучение наблюдается в 87% выстрелов, а в 15% выстрелов регистрируется нейтронное излучение. Обнаруженное ранее наличие нейтронов в начальной «темной» фазе разряда подтверждено, но при этом установлено, что генерация нейтронного излучения во времени имеет более сложную структуру. Данный факт может обозначать наличие разных механизмов генерации проникающего излучения во время формирования и развития атмосферного разряда. Прямое подтверждение регистрации нейтронов было получено с помощью нейтронных 3He-счетчиков и аналоговой записи нейтронных импульсов, генерируемых во время разряда. На основе статистического анализа больших серий лабораторных атмосферных разрядов было получено, что нейтронные счетчики регистрируют нейтроны в 13% выстрелов. Проведены модельные 3D-реконструкции канала разряда. Рассмотрена роль филаментации тока разряда, наблюденной экспериментально в приэлектродной области разряда, в возможном механизме генерации излучений.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 27.05.2019.

Библиография

Приведена в авторской редакции.
Помог ли вам материал?
0    0