Физико-химические процессы в плазме наносекундных СВЧ разрядов
Специфика ионизационных процессов, протекающих в газах под воздействием интенсивных СВЧ полей, их влияние на параметры наносекундного разряда. Использование свободно локализованного СВЧ разряда в лазерной технике, плазмохимии, исследованиях атмосферы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.03.2018 |
| Размер файла | 495,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
9. Экспериментально исследован процесс очистки атмосферы от фреонов (CFC) в разрядах наносекундной длительности. Установлено, что механизмы деструкции фреонов в наносекундном коронном и СВЧ разрядах имеют одинаковую природу, определяемую значительной долей энергии электронов идущей на ионизацию и диссоциацию молекул при больших значениях параметра E/N в этих разрядах. Проведено сравнение различных каналов разрушения фреона в зависимости от длительности импульса и содержания СFC в обрабатываемой смеси. Определена энергоцена разрушения одной молекулы CFC в разряде. Установлено, что разрушение CFC в наносекундных разрядах, в отличие от разрядов большей длительности, происходит преимущественно в областях, занятых плазмой, а энергозатраты на очистку при низком содержании фреона оказываются ниже, чем в СВЧ разрядах большей длительности. Показано, что при деструкции фреона, в первую очередь происходит разрыв C-Cl и С-С связей в молекулах CFC, а лишь затем разрушаются более прочные C-F связи в обогащенных фтором продуктах реакций. Определены продукты разрушения фреона в разряде. Установлено, что основным продуктом разрушения фреона являются молекулы хлора, число которых близко к числу разрушенных молекул CFC. Обнаружено, что при определенных условиях конкуренция азотного и хлорного циклов приводит к замедлению распада концентрации озона. На основании данных эксперимента проведена оценка эффективности разрушения фреона с помощью наносекундного СВЧ разряда, создаваемого в тропосфере на высотах 15-30 км.
10. Разработаны и исследованы мощные источники наносекундного СВЧ излучения на основе временной компрессии импульсов (СВЧ компрессоры). Увеличение мощности сжатых импульсов достигнуто при использовании высокодобротных цилиндрических резонаторов, возбуждаемых на осесимметричных модах с низкими омическими потерями. Для вывода энергии из таких резонаторов разработана серия быстродействующих и электропрочных плазменных переключателей, обладающих резонансными свойствами. Изготовлены и испытаны на высоком уровне мощности различные конструкции активных СВЧ компрессоров с такими переключателями. В схеме двухканального компрессора продемонстрировано когерентное сложения сжатых в каждом из каналов СВЧ импульсов на высоком (~ 5 MВт) уровне падающей мощности. Достигнуты рекордные по энергетике и эффективности параметры импульсов для 3-х сантиметрового диапазона длин волн. Получены сжатые импульсы мощностью 53 МВт и длительностью до 60 нс с коэффициентом усиления по мощности более 10 и эффективностью компрессии 56%.
Список работ по теме диссертации
1. Вихарев А.Л., Гильденбург В.Б., Денисов В.П. Иванов О.А. и др. Пробой гелия высокочастотными импульсами наносекундной длительности. // 4-я Всес.конф. по взаимодействию электромагнитных излучений с плазмой: Тез.докл. Ташкент: ФАН, 1985, с.102-103.
2. Вихарев А.Л., Гильденбург В.Б., Иванов О.А. и др. Пробой газов высокочастотным импульсом наносекундной длительности. // Физика плазмы, 1986, т. 12, N12, с.1503-1507.
3. Vikharev A.L.,Gitlin M.S.,Ivanov O.A. et al. Heating of nitrogen in a pulsed microwave discharge under strong excitation of electron levels. //Proc. 18th Intern. conf. on phenomena in ionized gases. Swansea, UK, 1987, p.46-47.
4. Vikharev A.L., Gildenburg V.B., Ivanov O.A. et al. Study of gas ionization in a nanosecond microwave pulse. // Ibid., p. 106-107.
5. Вихарев А.Л., Иванов О.А., Степанов А.Н. Наносекундный СВЧ разряд в газе. // В кн.: Высокочастотный разряд в волновых полях. Горький: ИПФ АН СССР, 1988, с. 212-229.
6. Бабин А.А., Вихарев А.Л., Гинцбург В.А. Иванов О.А. Азотный лазер, возбуждаемый свободно локализованным СВЧ разрядом. // Письма в ЖТФ, 1989, т.15, N5, с.31-33.
7. Babin A.A., Vikharev A.L., Gintsburg V.A., Ivanov O.A. et al. A nitrogen laser pumped by a freeiy localized microwave discharge.// Proc. 19th Intern. conf. on phenomena in ionized gases. Belgrade, Yugoslavia, 1989, p.632-633.
8. Богатов Н.А., Брижинев М.П. ,Вихарев А.Л. Иванов О.А. и др. Наносекундный СВЧ разряд в газе высокого давления. // В кн.: Всес. семинар по высокочастотному пробою газов: Тез. докл. Тарту: ТГУ, 1989, с.59-61.
9. Брижинев М.П., Вихарев А.Л., Голубятников Г.Ю. Иванов О.А. и др. Ионизация газа низкого давления в сверхсильном СВЧ поле. // ЖЭТФ, 1990, т.98, N2, с.434-445.
10. Вихарев А.Л., Иванов О.А., Ким А.В. Газовые лазеры с накачкой СВЧ излучением. // Релятивистская высокочастотная электроника. Горький: ИПФ АН СССР, 1990, вып.6, с.256-296.
11. Vikharev A.L., Golubyatnikov G.Yu., Eremin B.G. Ivanov O.A. et al. Gas ionization in a superstrong microwave field. // Proc. 10th European conf. on atomic and molecular physics of ionized gases. Orleans, France, 1990, p.140-141.
12. Vikharev A.L., Golubyatnikov G.Yu., Ivanov O.A. et al. Plasma decay in nitrogen-oxygen mixtures after nanosecond microwave pulse.// Ibid., p.266-267.
13. Vikharev A.L., Ivanov O.A., Kim A.V., Litvak A.G. Ultraviolet radiation of artificial ionized layer in the upper atmosphere. // Proc. 20th Intern. conf. on phenomena in ionized gases. Pisa, Italy, 1991, p.45-46.
14. Вихарев А.Л., Иванов О.А., Степанов А.Н. Газовый УФ-лазер с накачкой СВЧ излучением. // А.с.1597067 (СССР), кл. Н 01 s 3/097, заявка N4458473 от 11.07.88г.
15. Иванов О.А., Лирин С.Ф. Возбуждение электронных уровней азота в разряде низкого давления в сверхсильном СВЧ поле // 8-я Всес. конф. по физике низкотемпературной плазмы: Минск: ИТМО АН БССР, 1991, ч.1, c. 35-36.
16. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А., и др. Численное моделирование азотного лазера, возбуждаемого наносекундным СВЧ разрядом. // Тр. межд. совещ. Высокочастотный разряд в волновых полях. Тез. докл. Ташкент, 1992, с.39-40.
17. Иванов О.А., Лирин С.Ф. Возбуждение электронных уровней азота в газовом разряде низкого давления в сверхсильном СВЧ поле. // Физика плазмы, 1992, т.18, вып. 1, с. 124-127.
18. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Creation of the artificial ionized layer by microwave beams for the ozone generation in the upper atmosphere. // ICPIG-XXI. Bochum. 1993. V.1.P.123-124.
19. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Plasma parameters and induced UV radiation of filament in a high pressure microwave discharge. // Ibid, P.127-128.
20. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A. et al. Modeling of plasma chemical processes in the artificial ionized layer in the upper atmosphere by nanosecond corona discharge. // Physics Letters A, 1993, V.179, N.2, p.122-126.
21. Иванов О.А., Колыско А.Л. Манометр с фотоэлектрической регистрацией. // Приборы и техника эксперимента, 1993, Т.5, С.205-207.
22. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A. et. al. Modeling of the creation and kinetics of the artificial ionized layer in the upper atmosphere. // J. Geophys. Res. D, 1994, V. 99., N. 10, P. 21097-21108.
23. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М. Иванов О.А. и др. Генерация озона в импульсно-периодическом наносекундном СВЧ разряде в воздухе. // Материалы конференции "Физика и техника плазмы". 1994. Минск: БГУ. Т.2. c.421-424.
24. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А., Колыско А.Л. Параметры плазмы и динамика формирования нитевидных образований в СВЧ-разряде высокого давления. // ЖЭТФ, 1994, т.106, вып. 1(7), С. 172-185
25. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А., и др. Индуцированное УФ излучение наносекундного СВЧ разряда в азоте, возбуждаемого в поле цилиндрической ТЕ-волны. // Квантовая электроника, 1994, т.21, №7, С.647-650
26. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Nitrogen laser excited by a nanosecond microwave discharge in the field of a cylindrical TE mode. // Proc. of the workshop Strong microwave in plasma. N.Novgorod. 1994. V.1, P.293-298.
27. Vikharev A.L., Ivanov O.A., Litvak A.G. Nonequilibrium plasma produced by microwave nanosecond radiation: parameters, kinetics, practical applications. // Ibid., V.1, P.187-208
28. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А., Колыско А.Л. Распад плазмы наносекундного СВЧ-разряда в воздухе // Прикладная физика, 1994, вып. 4, С. 38-43.
29. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. A nitrogen laser excited by nanosecond microwave discharge. - J. Phys. D: // Appl. Phys., 1995, v.28, p.523-529.
30. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Nanosecond microwave discharge as an ozone source in the upper atmosphere. // Physics Letters A, 1995, v.207, p.209-213.
31. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Freon destruction in a nanosecond corona discharge.// Proc. of 17th symposium on plasma physics and technology. Prague, 1995, P.317-319.
32. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., Kolisko A.L. Dynamics of ozone formation in nanosecond microwave discharge. // ICPIG-XXII. Hoboken (USA). 1995. V.1. P.123-124.
33. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Разрушение фреона в наносекундном коронном разряде. // Труды конференции ФНТП, Петрозаводск, 1995, т.1, с. 57-60
34. Вихарев А.Л., Иванов О.А. Неравновесная плазма, создаваемая наносекундным СВЧ излучением. // Труды конференции ФНТП, Петрозаводск, 1995, т.1, с. 66-69
35. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Генерация озона в импульсно-периодическом наносекундном СВЧ разряде в воздухе. //Письма в ЖТФ, 1995, Т.21, вып.9, С.26-31.
36. Vikharev A.L., Ivanov O.A., Litvak A.G. Creation of artificial ionized layer in the atmosphere by microwave nanosecond radiation. // In book: Microwave plasma and its applications. Ed. by Yu.A. Lebedev, Moscow Phys. Society, 1996, P. 391-405.
37. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Определение эффективности разрушения фреона в распадающейся плазме наносекундного СВЧ разряда. // ЖТФ, 1996, Т.66, N.7, С.56
38. Vikharev A.L., Ivanov O.A., Litvak A.G. Nonequilibrium plasma produced by nanosecond radiation: parameters, kinetics, and practical applications. // IEEE Trans. Plasma Sci., 1996, v.24, №2, p.460-474.
39. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. О роли атомов кислорода O(3P) в разрушении фреона в наносекундном коронном разряде. //Письма в ЖТФ, 1996, Т.22, вып.3, С.29-36.
40. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Исследование процессов разрушения фреона-113 в наносекундном коронном разряде. //ТВТ, 1997, т.35, №4, с. 524-537
41. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Energy cost of ozone production in nanosecond microwave discharges. // Proc. XXIII Intern. conf. on plenomena in ionized gases. Toulouse, France, 1997, V.1, p. 272-273.
42. Akhmedzhanov R.A., Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. The main chanels of freon dectruction in nanosecond corona discharge.// Ibid, p.274-275
43. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Исследование процесса образования озона в наносекундном СВЧ разряде в воздухе и кислороде. // ЖТФ, 1997, т.67, №3, с.9-18.
44. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А., Колыско А.Л. Как штопать озоновые дыры. // В кн. Российская наука: Выстоять и возродиться. //М.: Наука. Физматлит, 1997, 368 с.
45. Ахмеджанов Р.А., Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Влияние электродинамической структуры СВЧ-разряда на эффективность диссоциации кислорода в воздухе. // Физика плазмы, 1997, т. 23, №1, с. 58-67.
46. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А. и др. Активный компрессор СВЧ-импульсов на осесимметричной моде круглого волновода.// Письма в ЖТФ, 1998, Т.24, №20, С.6-11.
47. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. Active microvawe pulse compressors employing oversized resonators and distributed plasma switches. //Advanced Accelerator Concepts, Eighth Workshop, Wes Lawson, C. Bellamy and D.F. Brosius eds., AIP. Conf. Proc.472, 975, 1998.
48. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et. al. 100 MW active X-band pulse compressor. // IEEE Conf. of Partical Accelerator, New York, 1999, Proc. 1-5, 1474.
49. Иванов О.А., Ахмеджанов Р.А., Иванова Л.С. Эволюция продуктов разрушения примеси фреона-113 в в воздухе под воздействием наносекундных коронного и микроволнового разрядов. // ТВТ, 1999, т.37, вып. 5, с.801-808.
50. Ivanov O.A., Akhmedzhanov R.A., Ivanova L.S. Destruction of freon admixture in air in nanosecond microwave and corona discharges. // Proc. XXIV Intern. conf. on plenomena in ionized gases. Warsaw, Poland, 1999, V.1, p. 117-118.
51. Гуревич А.В., Литвак А.Г., Вихарев А.Л., Иванов О.А. и др. Искусственная ионизованная область как источник озона в стратосфере // УФН. 2000. Т.170. № 11. С.1181
52. Gold S.H., Kinkead A.K., Nezhevenko O.A., Hirshfield J.L., Yakovlev V.P., Vikharev A.L., Ivanov O.A., et.al “High power accelerator R&D at the NRL 11,424-GHz magnicon facility, Advanced Accelerator Concepts, //AIP Conf. Proc. 2002
53. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., Isaev V.A., Kuzikov S.V., Koldanov V.A., Hirshfield J.L. “Development and research of plasma switches of high power microwaves” //Proceedings of the International Workshop “Strong microwaves in plasmas.” N.Novgorod, /Ed. by A.G. Litvak, v.1, 2003, pp. 270-275
54. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A., et al. Microwave active pulse compression using plasma switches. // Proceedings the Int. Workshop. Strong microwaves in plasmas./ Ibid., pp. 90-104.
55. Вихарев А.Л., Горбачев А.М., Иванов О.А., и др.” Исследование активных СВЧ компрессоров, возбуждаемых излучением магникона на частоте 11,4 ГГц, //Изв. Вузов. Радиофизика, 2003, т.46, вып. 10. C. 897-906
56. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A. et al., High-power test of a two channel X-band active RF pulse compressor using plasma switches. // High Energy Density and High Power RF, 6th Advanced Accelerator Concepts Workshop, edited by S.H. Gold and G.S. Nusinovich, AIP Conf. Proc., Melville, New York, 2003, 691, P.197-202.
57. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A. et al., “Plasma Switch for X - Band Active SLEDII RF Pulse Compressor” Proceedings of the Eleventh Advanced Accelerator Concepts Workshop, Stony Brook, New York 21 - 26 June 2004, Editor Vitaly Yakimenko, (AIP conference proceedings vol. 737, p. 790-796)
58. Иванов О.А., Лобаев М.А., Вихарев А.Л., и др. Исследование мультипакторного разряда на поверхности кварцевых трубок в плазменных переключателях большой СВЧ мощности // Материалы Всероссийской научной конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП - 2004. Петрозаводск, т.2, с. 139-144
59. Vikharev A.L., Gorbachev A.M., Ivanov O.A. et. al. “Experiments on active RF compressors using plasma switches,” // AIP Conf. Proc., v.47, 2005
60. Vikharev A.L., Ivanov O.A., Gorbachev A.M., et. al. “Active compression of rf pulses” // Proceedings of the NATO Advanced Research (Workshop on Quasi - Optical Control of Intense Microwave, Nizhny Novgorod, Russia, 17-20 feb. 2004) NATO Science Series II vol. 203 “Quasi -Optical Control of Intense Microwave Transmission” edited by J.L. Hirshfield and M.I. Petelin, p.199 - 216. 2005
61. Вихарев А.Л., Иванов О.А. “Плазмохимические процессы в плазме наносекундных СВЧ разрядов” // Кн. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Т. VIII-I, гл.6. М. ЯНУС-К. 2006
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристики тлеющего разряда, процессы, обеспечивающие его существование. Картина свечения. Объяснение явлений тлеющего разряда с точки зрения элементарных процессов. Вольт-амперная характеристика разряда между электродами. Процессы в атомарных газах.
реферат [2,8 M], добавлен 03.02.2016Механизмы возникновения электрического разряда в газах, условия их электропроводности. Ионная электропроводимость газов. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение. Искровой, коронный и дуговой разряды. "Огни святого Эльма".
презентация [2,9 M], добавлен 07.02.2011Структура и специфика использования приборов тлеющего разряда. Понятие, а также функциональные возможности стабилитронов. Вентили тлеющего разряда. Конструкции тиратронов. Особенности использования несамостоятельных разрядов в технологических лазерах.
контрольная работа [285,4 K], добавлен 11.08.2014Описание двухступенчатого BOSH-процесса. Классификация электрических разрядов в газе. Способы создания разряда постоянного тока. Движение электрона в постоянном электрическом поле в вакууме. Зависимость типа разряда от частоты отсечки ионов и электронов.
презентация [2,5 M], добавлен 02.10.2013Изучение тлеющего газового разряда как одного из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Создание квантовых источников света в люминесцентных лампах. Формирование тлеющего газового разряда при низком давлении газа, малом токе.
презентация [437,2 K], добавлен 13.04.2015Условия возникновения электрического разряда в газах. Принцип ионизации газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применние.
реферат [32,3 K], добавлен 21.05.2008Электрический разряд в газах. Основные типы газового разряда. Исследование квазистационарных токов и квазистационарных напряжений в аргоне. Элементарные процессы в приэлектродном слое. Спектроскопическое исследование аргона. Принцип работы монохроматора.
реферат [395,2 K], добавлен 13.12.2013Самостоятельный и несамостоятельный разряды в газах. Описание установки для измерения тока ионного тока тлеющего разряда. Модель физического процесса. Построение графиков, отображающих зависимость ионного тока тлеющего разряда от расстояния до коллектора.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.09.2012Исследование и физическая интерпретация соотношения, определяющего зависимость напряжения возникновения разряда от давления газа и межэлектродного расстояния. Возникновение коронного и дугового разрядов в газовом промежутке с плоским оксидным катодом.
реферат [159,5 K], добавлен 30.11.2011Изоляция электротехнических установок. Составляющие времени разряда при воздействии короткого импульса. Стандартный грозовой импульс и его параметры. Время запаздывания разряда. Измерения с помощью шаровых разрядников. Характеристики изоляции.
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 27.01.2009Применение косвенных методов рентгеновской диагностики плазмы индуцированных вакуумных разрядов при лазерном инициировании. Применение камеры-обскуры для исследования пространственных характеристик сильноточного вакуумного разряда на парах металла.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 08.07.2015Изучение физических свойств и явлений, описывающих протекание электрического тока в газах. Содержание процесса ионизации и рекомбинации газов. Тлеющий, искровой, коронный разряды как виды самостоятельного газового разряда. Физическая природа плазмы.
курсовая работа [203,2 K], добавлен 12.02.2014Производство солнечных модулей, полученных струйным плазмохимическим методом. Разработка модели разложения силана в плазме высокочастотного газового разряда. Влияние метастабильного состояния атома аргона на кинетику электронного газа алюминиевой плазмы.
презентация [1,4 M], добавлен 02.02.2018Электрический разряд в газах. Ионизация газов. Механизм электропроводности газов. Несамостоятельный газовый разряд. Самостоятельный газовый разряд. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение.
реферат [22,1 K], добавлен 17.05.2006Методики экспериментального определения коэффициента ионизации газа. Напряжение возникновения разряда. Вольт-амперные характеристики слаботочного газового разряда в аргоне с молибденовым катодом. Распределение потенциала в газоразрядном промежутке.
контрольная работа [122,5 K], добавлен 28.11.2011Понятие и назначение СО2-лазера, его технические характеристики и составляющие части, принцип работы и выполняемые функции. Порядок расчета основных показателей СО2-лазера. Способы организации несамостоятельного разряда постоянного тока, расчет его КПД.
контрольная работа [627,3 K], добавлен 11.05.2010Устройство для получения высокочастотного индукционного разряда. Условия циклотронного резонанса. Виды реакторов высокочастотного емкостного разряда. Основные способы генерации плазмы. Зависимость скорости плазменного травления от параметров процесса.
презентация [1,9 M], добавлен 02.10.2013Понятие плазмы тлеющего разряда. Определение концентрации и зависимости температуры электронов от давления газа и радиуса разрядной трубки. Баланс образования и рекомбинации зарядов. Сущность зондового метода определения зависимости параметров плазмы.
реферат [109,9 K], добавлен 30.11.2011Емкостной высокочастотный разряд: общие сведения, типы, способы возбуждения, построение простейшей модели, формы существования. Краткая теория метода зондов Ленгмюра. Система уравнений для определения параметров разряда. Измерение разрядного тока.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.04.2011Биологическое влияние электрических и магнитных полей на организм людей и животных. Суть явления электронного парамагнитного резонанса. Исследования с помощью ЭПР металлсодержащих белков. Метод ядерного магнитного резонанса. Применение ЯМР в медицине.
реферат [28,2 K], добавлен 29.04.2013
