Влияние состава инертных газов на теплофизические процессы в импульсных газоразрядных источниках излучения (2020)
Данная работа посвящена теоретическому анализу теплофизических процессов в импульсном ксеноновом разряде при добавлении в состав плазмообразующей среды другого инертного газа. На основе разработанной математической модели рассчитаны температурные зависимости теплопроводности смесей ксенона с неоном, криптоном и аргоном в различных процентных соотношениях. Показано влияние теплопроводности смеси газов на температуру, оптическое пропускание и кристаллизацию кварцевой оболочки газоразрядной лампы.
This work is devoted to the theoretical analysis of thermophysical processes in a pulsed xenon discharge when another inert gas is added to the composition of the plasma-forming medium. Based on the developed mathematical model, the temperature dependences of the thermal conductivity of mixtures of xenon with neon, krypton, and argon in various percentages are calculated. The effect of the thermal conductivity of a gas mixture on the temperature, op-tical transmission, and crystallization of the quartz envelope of a gas discharge lamp is shown.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 42534230
Несмотря на отрицательные расчетные результаты прогноза использования разряда в смесях инертных газов в качестве источника УФ-излучения повышенной селективности, для практической проверки сделанных выводов и предположений требуются:
• дополнительная разработка конструкции данного класса газоразрядных ламп, основанная на применении перспективных материалов разрядной оболочки;
• проведение экспериментальных исследований режимов электрического питания, спектральных и энергетических характеристик излучения, температурных полей ламп, структурных изменений внутренней поверхности разрядной оболочки и т. д.
В заключение авторы выражают надежду, что приведенные результаты будут полезны научным специалистам, использующим разряд в смесях инертных газов при разработке приборов плазменной и квантовой электроники.
Список литературы
- Маршак И. С., Дойников А. С., Жильцов В. П. и др. Импульсные источники света. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1978.
- Камруков А. С., Козлов Н. П., Шашковский С. Г. и др. // Безопасность жизнедеятельности. 2003. № 1. С. 32.
- Басов Ю. Г. Источники накачки микросекундных лазеров. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Басов Ю. Г. // ЖПС. 1984. Т. 15. № 6. С. 885.
- Андреев Ю. П., Браиловская Р. В., Воскресенская Н. А. // Обзоры по электронной технике. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1976. Вып. 8. С. 75.
- Градов В. М., Иванов В. В., Терентьев Ю. И., Щербаков А. А. // ТВТ. 1981. Т. 19. № 1. С. 28.
- Воробьев А. Н., Даниэль E. В. // ЖПС. 1970. Т. 12. № 2. С. 347.
- Варгафтик Н. Б., Филиппов Л. П., Тарзиманов А. А. и др. Справочник по теплопроводности жид-костей и газов. – М.: Энергоатомиздат, 1990.
- Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В. Инертные газы. – М.: Атомиздат, 1972.
- Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. При-меры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987.
- Таблицы физических величин. Справочник под редакцией И. К. Кикоина. – М.: Атомиздат, 1976.
- Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977.
- Гавриш С. В., Логинов В. В., Пучнина С. В. и др. // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. 2014. № 1. С. 49.
- Битюков В. К., Петров В. А., Степанов С. В. // ТВТ. 1981. Т. 19. № 3. С. 661.
- Киреев С. Г., Шашковский С. Г., Пугачев Д. Ю. и др. // Успехи прикладной физики. 2019. Т. 7. № 6. С. 608.
- Рохлин Г. Н. Разрядные источники света. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
- Шибкова Л. В., Шибков В. М. Разряд в смесях инертных газов. – М.: Физматлит, 2005.
- I. S. Marshak, Pulsed light sources (Springer, New York, 1987).
- A. S. Kamrukov, N. P. Kozlov, S. G. Shashkovsky, et al., Bezopasn. Zhiznedeyat., No. 1, 32 (2003).
- Yu. G. Basov, Sources of pumping of microsecond lasers (Energoatomizdat, Moscow, 1990) [in Russian].
- Yu. G. Basov, ZhPS 15 (6), 885 (1984).
- Yu. P. Andreev, R. V. Brailovskaya, and N. A. Vos-kresenskaya, Obozr. Elektron. Tekhnologii. Ser. Elektrovak. i Gazorazr. Pribory, No. 8, 75 (1976).
- V. M. Gradov, V. V. Ivanov, Yu. I. Terentyev, and A. A. Scherbakov, TVT 19 (1), 28 (1981).
- A. N. Vorobyov and E. V. Daniel, ZhPS 12 (2), 347 (1970).
- N. B. Vargaftik, L. P. Filippov, A. A. Tarzimanov, et al., Handbook of thermal conductivity of liquids and gases (Energoatomizdat, Moscow, 1990) [in Russian].
- V. G. Fastovsky, A. E. Rovinsky, and Yu. V. Petrovsky, Inert gases (Atomizdat, Moscow, 1972) [in Russian].
- K. F. Pavlov, P. G. Romankov, and A. A. Noskov, Examples and tasks on the course of processes and apparatuses of chemical technology (Chemistry, Leningrad, 1987) [in Russian].
- Tables of physical quantities. Handbook, edited by I.K. Kikoin (Atomizdat, Moscow, 1976) [in Russian].
- M. A. Mikheev and I. M. Mikheeva, The basics of heat transfer (Energy, Moscow, 1977) [in Russian].
- S. V. Gavrish, V. V. Loginov, S. V. Puchnina, et al., Oboron. Kompleks – Nauchn. Tekhnich. Progres. Rossii, No. 1, 49 (2014).
- V. K. Bityukov, V. A. Petrov, and S. V. Stepanov, TVT 19 (3), 661 (1981).
- S. G. Kireev, S. G. Shashkovsky, D. Y. Pugachev, et al., Usp. Prikl. Fiz. 7 (6), 608 (2019).
- G. N. Rokhlin, Discharge light sources (Energoatomizdat, Moscow, 1991) [in Russian].
- L. V. Shibkova and V. M. Shibkov, Discharge in mixtures of inert gases (Fizmatlit, Moscow, 2005) [in Russian].
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Воронов К. Е., Телегин А. М., Пияков А. В., Рязанов Д. М.
Физические эффекты при высокоскоростном соударении микрометеороидов и
частиц космического мусора с поверхностью космического аппарата (обзор) 3
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Тарасенко В. Ф., Бураченко А. Г., Бакшт Е. Х.
Генерация убегающих электронов и рентгеновского излучения при микросекундном фронте импульса напряжения 21
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Пономаренко В. П., Попов В. С., Попов С. В.
Фото- и наноэлектроника на основе двумерных 2D-материалов (обзор)
(Часть II. 2D-нанотранзисторы) 33
Седнев М. В., Гришина А. Н., Болтарь К. О., Пермикина Е. В., Макарова Э. А., Пес-
това А. А.
Антиотражающие покрытия фотоприемников на основе антимонида индия 67
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Гавриш С. В., Петренко Н. Ю., Пугачев Д. Ю.
Влияние состава инертных газов на теплофизические процессы в импульсных газоразрядных источниках излучения 75
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
K. E. Voronov, A. M. Telegin, A. V. Piyakov, and D. M. Ryazanov
Physical effects applied to micrometeoroids and space debris particles parameters sensors design (a review) 3
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
V. F. Tarasenko, A. G. Burachenko, and E. Kh. Baksht
Generation of runaway electrons and X-ray at a microsecond voltage rise time 21
PHOTOELECTRONICS
V. P. Ponomarenko, V. S. Popov, S. V. Popov
Photo- and nanoelectronics based on two-dimensional 2D-materials (a review)
(Part II. 2D-nanotransistors) 33
M. V. Sednev, A. N. Grishina, K. O. Boltar, E. V. Permikina, E. A. Makarova, and A. A. Pestova
Antireflection coatings for photodetectors based on InSb 67
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
S. V. Gavrish, N. Y. Petrenko, and D. Y. Pugachev
Effect of the composition of inert gases of a plasma-forming medium on thermophysical processes in the pulsed gas-discharge radiation sources 75
Другие статьи выпуска
В работе представлены результаты расчетного конструирования антиотражающих покрытий на поверхности антимонида индия и их практической реализации с использованием пленкообразующих материалов ZnS, YF3, Si и SiO2, осажденных методами магнетронного распыления, электронно-лучевого и резистивного испарения, определены показатели преломления используемых пленок. Измерены спектральные характеристики отражения полученных однослойных, двухслойных, трехслойных и более антиотражающих покрытий в средневолновом ИК-диапазоне. Проанализированы возможности минимизации отражения от поверхности антимонида индия в средневолновом ИК-диапазоне спектра.
Описаны устройство и основные параметры полевых транзисторов (FETs) на основе 2D-материалов, таких как графен (Gr) и его производные, графеновые наноленты (GNR), ди- и трихалькогениды переходных металлов MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, Mo1-xWxSe2, ZrS2, ZrSe2, HfS2, HfSe2, PtS2, PtSe2, PtTe2, PdSe2, ReS2, ReSe2, HfS3, ZrS3, TiS3, TaSe3, NbS3, фосфорен (bP), антимонен (2DSb), арсенен (2DAs), сили-цен (2DSi), германен (2DGe), станен (2DSn). Рассмотрены конструкции полевых нанотранзисторов на гибких подложках, туннельных (TFET), одноэлектронных (SET), транзисторов, содержащих 2D-гетеропары Gr-(h)BN, Gr-WS2, Gr-(h)BC2N, Gr-FGr, SnS2-WS2, SnSe2-WSe2, HfS2-MoS2, PdSe2-MoS2, WSe2-WO3-x.
Приведены результаты исследований генерации пучков убегающих электронов и рентгеновского излучения в неоднородном электрическом поле при давлениях воздуха, азота, аргона и гелия от 1 до 100 кПа. Использовался генератор, который формировал импульсы напряжения с фронтом 1,5 мкс и амплитудой до 200 кВ. Рентгеновское излучение с помощью сцинтиллятора и ФЭУ было зарегистрировано за анодом из алюминиевой фольги во всём диапазоне давлений во всех четырёх газах.
В гелии пучок убегающих электронов при давлении 100 кПа был зарегистрирован коллектором. В воздухе, азоте и аргоне пучок убегающих электронов с данным генератором имел сравнительно малые амплитуды, а также энергии и фиксировался коллектором только при низких давлениях (< 20 кПа). Установлено, что при микросекундной длительности фронта импульса напряжения необходимо использовать катоды, обеспечивающие наибольшие напряжения пробоя промежутка.
В статье приведен обзор физических эффектов, наблюдаемых при высокоскоростном взаимодействии частиц космического мусора и микрометеороидов (микрочастиц) с поверхностью мишени. Приведены математические формулы для описания данных эффектов и рекомендации по их использованию в датчиках космического мусора и микрометеороидов. Приведена концепция аппаратуры для исследования физических эффектов при высокоскоростном взаимодействии микрочастиц с мишенью.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400