Публикации автора

Представлены расчеты спектра излучения, индекса цветопередачи Ra, цветовой температуры Tc и координат цветности Xс, Yс излучения цезиевой плазмы в условиях, характерных для импульсно-периодического разряда в цезии. Рассмотрены диапазоны давлений плазмы 30—1500 Торр и температуры на оси 3200—6000 К. Показано, что величина индекса цветопередачи Ra > 90 во всем исследованном диапазоне параметров плазмы. Цветовая температура излучения плазмы изменяется в широком диапазоне 2300—5500 K. Координаты цветности излучения цезиевой плазмы близки к значениям Xс, Yс черного тела.

Найдены значения средней тепловой энергии электронов в потоках эмиссии с электрода в плазму Ē1 и из плазмы на электрод Ē2 для случаев большой и малой величины коэффициента кинетического отражения. Показано, что эти значения меняются в пределах 0,5 kBTc < < Ē 1 < 2kBTc и 0,5 kBTe < Ē 2 < 2kBTe, соответственно (Tc и Te — температуры катода и электронов плазмы). Полученные значения могут использоваться при постановке граничных условий для гидродинамических уравнений на электроде или диэлектрической стенке

Выполнено моделирование импульсно-периодического излучающего разряда высокого давления в цезии в рамках двухтемпературной многожидкостной радиационной газодинамики. Показано, что исследуемый разряд позволяет создавать плазму при значениях давления 200–800 Торр и температуры 6000 К, интенсивно излучающую свет с непрерывным спектром. Установлено, что для эффективной генерации видимого излучения газоразрядный объём должен быть заполнен однородной плазмой, оптическая толщина которой имеет значение порядка единицы. Выявлены механизмы формирования видимого спектра разряда. Выполнен расчёт баланса энергии разряда. Показано, что в оптимальных режимах разряд излучает до 95 % вложенной в него электрической энергии. При этом доля видимого излучения в спектре разряда достигает 58 %.

Выполнено моделирование импульсно-периодического разряда высокого давления в цезии на основе уравнений радиационной газодинамики. Приведены результаты расчё- тов радиальных профилей температуры плазмы, среднемассовой скорости, потерь энергии на излучение и концентраций электронов в различные моменты времени от начала импульса тока. Показано, что исследуемый разряд позволяет создавать в горячей приосевой области практически полностью ионизованную плазму, в которой концентрация электронов возрастает от оси к стенкам трубки и имеет радиальный профиль, близкий к параболическому. Время существования плазменного волновода радиусом порядка миллиметра составляет десятки микросекунд, концентрация электронов на оси порядка 1017–1018 см-3. Обсуждаются механизмы формирования плазменного волновода в разряде.

Сформулирована математическая модель импульсно-периодического разряда высокого давления в парах цезия на основе уравнений радиационной газодинамики. Выполнено исследование динамики формирования радиального распределения электронов в плазме разряда. Показано, что в разряде возможна реализация двух видов радиальных профилей концентрации электронов. В случае относительно небольших токов, когда плазма разряда частично ионизована, концентрация электронов имеет максимальное значение на оси разряда и убывает вдоль радиуса. При возрастании тока, после достижения высокой степени ионизации плазмы на оси разряда, характер распределения электронов резко изменяется: концентрация электронов теперь возрастает вдоль радиуса трубки, достигая максимума на периферии разряда. Показано, что перестройка радиальных профилей концентрации электронов происходит в момент, когда теплоёмкость плазмы на оси достигает минимума. Рассчитана зависимость значения температуры, соответствующей моменту перестройки, от давления плазмы в трубке.