RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Август

←  →

К 90-летию Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН). Обзоры актуальных проблем


Условия генерации убегающих электронов в воздушном зазоре с неоднородным электрическим полем: теория и эксперимент

†  а, б, ‡  а, §  а, б
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Институт электрофизики УрО РАН, ул. Амундсена 106, Екатеринбург, 620016, Российская Федерация

Сравниваются условия генерации убегающих электронов (УЭ) в коаксиальном воздушном магнитоизолированном диоде с графитовыми катодами различных геометрий: игольчатым и коническим с тейлоровским полууглом раствора 49,3°. Аксиальное магнитное поле позволяет сфокусировать пучок УЭ на коллекторе датчика тока и тем самым повысить чувствительность используемой методики регистрации. Установлено, что пороговое для генерации УЭ напряжение для конуса Тейлора ниже, чем для иглы (т.е. конуса с малым углом раствора). Это свидетельствует о его немонотонной угловой зависимости с минимумом, приходящимся на угол, не превышающий тейлоровский. Согласно нашим оценкам, при угле Тейлора качественно меняется динамика свободных электронов. При больших углах они ускоряются во всём промежутке; при меньших — ускоряются вблизи катода и затем тормозятся на периферии.

Текст pdf (556 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2023.11.039608
Ключевые слова: убегающие электроны, воздушный диод, неоднородное электрическое поле, ведущее магнитное поле, импульсный пробой, конический катод, угол Тейлора
PACS: 51.50.+v, 52.80.−s, 79.70.+q (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.11.039608
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/8/e/
2-s2.0-85204895106
2024PhyU...67..803Z
Цитата: Зубарев Н М, Месяц Г А, Яландин М И "Условия генерации убегающих электронов в воздушном зазоре с неоднородным электрическим полем: теория и эксперимент" УФН 194 853–864 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 9 октября 2023, доработана: 15 ноября 2023, 28 ноября 2023

English citation: Zubarev N M, Mesyats G A, Yalandin M I “Conditions for the generation of runaway electrons in an air gap with an inhomogeneous electric field: theory and experiment” Phys. Usp. 67 803–813 (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2023.11.039608

Список литературы (72) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (1)

  1. Wilson C T R Proc. Phys. Soc. London 37 32D (1924)
  2. Dreicer H Phys. Rev. 115 238 (1959)
  3. Гуревич А В ЖЭТФ 39 1296 (1960); Gurevich A V Sov. Phys. JETP 12 904 (1961)
  4. Frankel S et al Nucl. Instrum. Meth. 44 345 (1966)
  5. Станкевич Ю Л, Калинин В Г ДАН СССР 177 (1) 72 (1967); Stankevich Yu L, Kalinin V G Sov. Phys. Dokl. 12 1042 (1968)
  6. Кремнев В В, Курбатов Ю А ЖТФ 42 795 (1972); Kremnev V V, Kurbatov Yu A Sov. Phys. Tech. Phys. 17 626 (1972)
  7. Тарасова Л В и др ЖТФ 44 564 (1974); Tarasova L V et al Sov. Phys. Tech. Phys. 19 351 (1974)
  8. Месяц Г А, Бычков Ю И, Кремнев В В УФН 107 201 (1972); Mesyats G A, Bychkov Yu I, Kremnev V V Sov. Phys. Usp. 15 282 (1972)
  9. Месяц Г А и др Письма в ЖТФ 34 (4) 71 (2008); Mesyats G A et al Tech. Phys. Lett. 34 169 (2008)
  10. Tarasenko V F et al Rev. Sci. Instrum. 83 086106 (2012)
  11. Tarasenko V F, Rybka D V High Voltage 1 (1) 43 (2016)
  12. Mesyats G A et al Appl. Phys. Lett. 116 063501 (2020)
  13. Тарасенко В Ф, Белоплотов Д В, Сорокин Д А ЖТФ 92 694 (2022); Tarasenko V F, Beloplotov D V, Sorokin D A Tech. Phys. 67 586 (2022)
  14. Mesyats G A et al IEEE Electron Device Lett. 43 627 (2022)
  15. Mesyats G A et al IEEE Trans. Plasma Sci. 36 2497 (2008)
  16. Тарасенко В Ф и др Письма в ЖТФ 29 (21) 1 (2003); Tarasenko V F et al Tech. Phys. Lett. 29 879 (2003)
  17. Akishev Yu et al J. Phys. D 51 394003 (2018)
  18. Тарасенко В Ф и др Письма в ЖЭТФ 102 388 (2015); Tarasenko V F et al JETP Lett. 102 350 (2015)
  19. Kozyrev A et al Europhys. Lett. 114 45001 (2016)
  20. Lobanov L N et al IEEE Electron Device Lett. 44 1748 (2023)
  21. Алексеев С Б, Орловский В М, Тарасенко В Ф Письма в ЖТФ 29 (10) 29 (2003); Alekseev S B, Orlovskii V M, Tarasenko V F Tech. Phys. Lett. 29 411 (2003)
  22. Тарасенко В Ф, Орловский В М, Шунайлов С А Изв. вузов. Физика 46 (3) 94 (2003); Tarasenko V F, Orlovskii V M, Shunailov S A Russ. Phys. J. 46 325 (2003)
  23. Бабич Л П, Лойко Т В, Цукерман В А УФН 160 (7) 49 (1990); Babich L P, Loiko T V, Tsukerman V A Sov. Phys. Usp. 33 521 (1990)
  24. Королев Ю Д, Месяц Г А Физика импульсного пробоя газов (М.: Наука, 1991)
  25. Dwyer J R, Smith D M, Cummer S A Space Sci. Rev. 173 133 (2012)
  26. Babich L P High-Energy Phenomena in Electric Discharges in Dense Gases: Theory, Experiment, and Natural Phenomena (Arlington, TX: Futurepast, 2003)
  27. Месяц Г А УФН 176 1069 (2006); Mesyats G A Phys. Usp. 49 1045 (2006)
  28. Лисенков В В и др ЖТФ 88 1912 (2018); Lisenkov V V et al Tech. Phys. 63 1872 (2018)
  29. Bakhov K I, Babich L P, Kutsyk I M IEEE Trans. Plasma Sci. 28 1254 (2000)
  30. Babich L, Bochkov E J. Phys. D 54 465205 (2021)
  31. Wen Z et al IEEE Trans. Plasma Sci. 51 2124 (2023)
  32. Peterson L R, Green A E S J. Phys. B 1 1131 (1968)
  33. Месяц Г А и др Физика плазмы 38 34 (2012); Mesyats G A et al Plasma Phys. Rep. 38 29 (2012)
  34. Shao T et al Laser Part. Beams 30 369 (2012)
  35. Ерофеев М В и др ЖТФ 83 (2) 52 (2013); Erofeev M V et al Tech. Phys. 58 200 (2013)
  36. Zubarev N M et al J. Phys. D 51 284003 (2018)
  37. Белоплотов Д В и др ЖТФ 91 589 (2021); Beloplotov D V et al Tech. Phys. 66 548 (2021)
  38. Lobanov L N et al Phys. Plasmas 31 063102 (2024)
  39. Зубарев Н М, Месяц Г А, Яландин М И Письма в ЖЭТФ 105 515 (2017); Zubarev N M, Mesyats G A, Yalandin M I JETP Lett. 105 537 (2017)
  40. Zubarev N M, Zubareva O V, Yalandin M I Electronics 11 2771 (2022)
  41. Mamontov Yu I, Zubarev N M, Uimanov I V IEEE Trans. Plasma Sci. 49 2589 (2021)
  42. Зубарев Н М, Зубарева О В, Яландин М И ЖТФ 93 1298 (2023); Zubarev N M, Zubareva O V, Yalandin M I Tech. Phys. 68 1204 (2023)
  43. Зубарев Н М, Зубарева О В, Яландин М И Письма в ЖТФ 49 (18) 24 (2023); Zubarev N M, Zubareva O V, Yalandin M I Tech. Phys. Lett. 49 (9) 64 (2023)
  44. Ткачев А Н, Яковленко С И Письма в ЖТФ 29 (16) 54 (2003); Tkachev A N, Yakovlenko S I Tech. Phys. Lett. 29 683 (2003)
  45. Ткачев А Н, Яковленко С И Письма в ЖЭТФ 77 264 (2003); Tkachev A N, Yakovlenko S I JETP Lett. 77 221 (2003)
  46. Тарасенко В Ф, Яковленко С И УФН 174 953 (2004); Tarasenko V F, Yakovlenko S I Phys. Usp. 47 887 (2004)
  47. Zhang C et al Laser Part. Beams 31 353 (2013)
  48. Бакшт Е Х, Бураченко А Г, Тарасенко В Ф ЖТФ 85 (11) 73 (2015); Baksht E Kh, Burachenko A G, Tarasenko V F Tech. Phys. 60 1645 (2015)
  49. Гашков М А и др Письма в ЖЭТФ 113 370 (2021); Gashkov M A et al JETP Lett. 113 370 (2021)
  50. Mesyats G A et al Electronics 11 248 (2022)
  51. Yalandin M I et al IEEE Trans. Instrum. Measur. 72 1008808 (2023)
  52. Аскарьян Г А Труды ФИАН 66 66 (1973)
  53. Bethe H Ann. Physik 397 325 (1930)
  54. Зубарев Н М, Зубарева О В, Яландин М И Докл. РАН. Физика, технические науки 512 (1) 5 (2023); Zubarev N M, Zubareva O V, Yalandin M I Dokl. Phys. 68 279 (2023)
  55. Taylor G I Proc. R. Soc. London A 280 383 (1964)
  56. Жакин А И УФН 183 153 (2013); Zhakin A I Phys. Usp. 56 141 (2013)
  57. Зубарев Н М Письма в ЖЭТФ 73 613 (2001); Zubarev N M JETP Lett. 73 544 (2001)
  58. Suvorov V G, Zubarev N M J. Phys. D 37 289 (2004)
  59. Schonland B F J Proc. R. Soc. London A 104 235 (1923)
  60. Kunhardt E E, Byszewski W W Phys. Rev. A 21 2069 (1980)
  61. Беломытцев С Я и др Письма в ЖТФ 34 (9) 10 (2008); Belomyttsev S Ya et al Tech. Phys. Lett. 34 367 (2008)
  62. Levko D et al J. Appl. Phys. 111 013303 (2012)
  63. Zubarev N M et al Plasma Sources Sci. Technol. 29 125008 (2020)
  64. Шпак В Г и др Приборы и техника эксперимента (1) 149 (1993); Shpak V G et al Instrum. Exper. Techn. 36 (1) 106 (1993)
  65. Yalandin M I et al IEEE Trans. Plasma Sci. 30 1700 (2002)
  66. Sharypov K А et al Rev. Sci. Instrum. 85 125104 (2014)
  67. Belomyttsev S Ya et al J. Appl. Phys. 119 023304 (2016)
  68. Коровин С Д и др Письма в ЖТФ 30 (19) 30 (2004); Korovin S D et al Tech. Phys. Lett. 30 813 (2004)
  69. Yalandin M I et al IEEE Trans. Plasma Sci. 38 2559 (2010)
  70. Wu Y C et al Rev. Sci. Instrum. 83 026101 (2012)
  71. Тиунов М А, Фомель Б М, Яковлев В П "SAM — интерактивная программа для расчета электронных пушек на мини-ЭВМ" Препринт № 89-159 (Новосибирск: ИЯФ СО АН СССР, 1989)
  72. Беломытцев С Я, Романченко И В, Ростов В В Изв. вузов. Физика (3) 71 (2008); Belomyttsev S Ya, Romanchenko I V, Rostov V V Russ. Phys. J. 51 299 (2008)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение