Работа представляет собой первый опыт комплексной научной постановки и исследования светящихся образований в атмосфере и ближнем космосе. Рассматривается шир эффектов и производится увязка их проявления с особенностями геолого-геофизической среды. Освещены вопросы геолого-геофизического контроля генерации свечений, особенно в энергоактивных зонах и заданы методические разработки по исследованию состояния геофизических полей в местах повышенной встречаемости светящихся образований. С учетом возможностей глубинной электрогенерации строятся общие объясняющие модели по плазмообразованию. Детально рассмотрено плазмообразование в ВЧ- и СВЧ-разрядах во влажном воздухе при наличии различных аэрозолей. Указаны возможные механизмы плазмообразования в природных средах.
Книга рассчитана на геологов, геофизиков, физиков, рологов и тех кто занимается проблемами быстропротекающих природных процессов. Возможно она заинтересует и тех кто знакомится с научным подходом к изучению необычных явлений.
Приведены результаты исследования электрической проводимости углеродных волокон (УВ) под воздействием импульсных токов. Показано, что импульсные токи через УВ, создают ионизированную плазму, шунтирующую сопротивление УВ образованием канала с высокой проводимостью вдоль волокна. Подобное явление может найти применение, например, для молниезащиты различных объектов.
В работе представлены результаты экспериментального исследования параметров плазмы «геликонного» разряда в макете ВЧ гибридной плазменной системы, оснащенном соленоидальной антенной. Показано, что с ростом величины внешнего магнитного поля происходит формирование плазменного «столба» и смещение максимальных значений ионного тока по оси разряда в сторону нижнего фланцу макета. Изменение конфигурации магнитного поля позволяет управлять формой плазменного столба.
В плазме микропинчевого разряда наблюдается устойчивое формирование трубчатой области, излучающей в диапазоне L-спектра плазмообразующего элемента. Оценки показывают, что за формирование трубчатого источника мягкого рентгеновского излучения может отвечать аномальное скинирование тока в перетяжке вследствие быстрого возрастания напряженности поля, вызванного аномальным ростом сопротивления плазмы.
Представлены результаты экспериментального исследования параметров ЭЦР-плазмы, формируемой в коаксиальном резонаторе со спиральной волноводной структурой. Определены зависимости газовой и энергетической эффективности формирования ионного потока от массового расхода рабочего газа (Ar) и СВЧ-мощности (2,45 ГГц), вводимой в резонатор.
Представлен обзор сечений ионизации, возбуждения и девозбуждения атома водорода, полученных как в экспериментах, так и расчетным путем. Определен набор сечений, который требуется использовать при расчете функции распределения электронов по энергиям и определении уровневых коэффициентов скоростей, необходимых при решении балансных уравнений для концентраций нейтральных и заряженных частиц в водородной плазме.
Проведены исследования рентгеновского излучения плазмы микропинчевого разряда на установке типа «низкоиндуктивная вакуумная искра» в зависимости от элементного состава материала анода разрядной системы. Установлена зависимость параметров плазмы и вид спектра рентгеновского излучения от элементного состава материала анода разрядной системы. Эксперименты показали, что с ростом атомного заряда ядра Z материала анода разрядной системы увеличивается электронная температура Te плазмы и возрастает интенсивность жесткого рентгеновского излучения.
В работе представлены результаты исследования многоэлектродного кольцевого высоковольтного импульсно-периодического искрового разряда в жидкости с инжекцией газа в межэлектродное пространство. Энергия импульса W = 1,6 Дж. Приведена конструкция и принцип работы разрядной системы, а также ее электрические и оптические характеристики. Измерена интенсивность УФ-излучения в интервале 200 нм < < 400 нм. Выполнены эксперименты, связанные с решением ряда прикладных задач: очистка воды от микробиологических загрязнений, обработка отходов гальванического производства, получение коллоидного раствора углерода в этаноле.
Численно исследован процесс формирования сильного электрического поля на металле, частично покрытом диэлектрической пленкой, в потоке плазмы с учетом автоэлектронной эмиссии с поверхности металла и вторичной электронной эмиссии с поверхности диэлектрика. Показано, что при отрицательном потенциале на металле порядка нескольких сотен вольт, плотности плазмы ~1012 см3, температуре электронов плазмы ~10 эВ и толщине пленки d 1 мкм напряженность электрического поля вблизи края пленки достигает нескольких МВ/см, что на два порядка превышает напряженность поля на открытой металлической поверхности в плазме. При умеренном дополнительном усилении поля на микронеровностях поверхности металла на уровне ~10 такая напряженность является достаточной для генерации автоэмиссионного тока с вершин выступов металла с плотностью порядка 108 МА/см2, необходимой для развития взрывной электронной эмиссии с последующим формированием микроплазменного (микродугового) разряда на краю пленки. Исследовано влияние генерируемого пучка автоэмиссионных электронов на формирование электрического поля вблизи края диэлектрической пленки при различных углах наклона среза пленки. При углах наклона < 85 эмитированные электроны не попадают на пленку и практически не влияют на величину формируемого поля. При 90 пучок эмитированных электронов попадает на торец пленки, вызывая вторичную электронную эмиссию с поверхности диэлектрика. В этом случае напряженность электрического поля оказывается недостаточной для развития взрывной электронной эмиссии с поверхности металла, однако под действием пучка ускоренных автоэмиссионных электронов с энергией ~50 эВ и плотностью тока ~105 А/см2 торец пленки нагревается до температуры ~1000 C, что может приводить к интенсивному газовыделению с поверхности диэлектрика. Развитие микроплазменного разряда в этом случае может быть связано с формированием плотного сгустка плазмы вблизи торца пленки в результате ионизации выделившегося газа автоэмиссионным электронным пучком.
Исследован разряд постоянного тока (i = 10—50 мА) в воздухе при атмосферном давлении. В качестве катода или анода разряда использовали раствор хлорида натрия (0,5 моль/л). По зависимостям напряжение горения разряда от межэлектродного расстояния найдены напряженность поля в плазме и катодное (анодное) падение потенциала, температура газа определена по распределению интенсивности в полосе излучения N2(C3u B3 g, 0–2). Получены зависимости температуры жидкого электрода от времени горения разряда и после его выключения, а также скорость испарения раствора под действием разряда. На основе полученных данных обсуждаются вклады ионной бомбардировки и переноса тепла из плазмы в процессы нагрева жидкого электрода и переноса растворителя (воды) в газовую фазу.