ИСТИНА

В последние годы появился ряд экспериментальных работ по исследованию контракции импульсных наносекундных разрядов в воздухе и азоте атмосферного давления. Импульс тока разряда, как правило, составлял timp = 10 - 20 ns, Imax = 40 - 60 А, межэлектродное расстояние d ≤ 3 mm. Отличительной особенностью всех исследованных разрядов являлась их контракция, то есть резкое уменьшение радиуса плазменного канала на наносекундных временах. Следствием контракции являлся быстрый рост плотности электронов, которая за 3 - 4 ns увеличивалась от Ne = 10(15) - 10(16) cm-3 до Ne > 10(19) cm-3. Плотность электронов измерялась по штарковскому уширению линий атомарного водорода, кислорода или азота. В данной работе представлена 1-D модель с заданной временной динамикой импульса тока разряда, описывающая механизм контракции наносекундных разрядов для условий рассматриваемых экспериментов. Отличительной особенностью разработанной модели является учет реакций диссоциации возбужденных молекул N2(A,B,C) электронным ударом, а также ступенчатой ионизации образующихся возбужденных атомов N(2D), N(2P). Результаты расчетов согласуются с данными измерений временной динамики плотности электронов. Показано наличие резкого роста плотности электронов, связанного с эффективной ионизацией атомов азота N(2D,2P) электронным ударом и образованием атомарных ионов N+, имеющих относительно низкий коэффициент электрон-ионной рекомбинации.