TY - JOUR

T1 - Пространственные характеристики короткодугового разряда в ксеноне высокого давления

AU - Мухараева, Инджира Юрьевна

AU - Сухомлинов, Владимир Сергеевич

AU - Тимофеев, Николай Александрович

AU - Михайлов, Дмитрий Владимирович

AU - Смирнова, Анна Андреевна

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - В статье представлены результаты исследования (моделирования) пространственных характеристик короткодугового ксенонового разряда высокого давления, который широко используется в качестве источника оптического излучения (источника света). Моделирование проведено с учетом испарения материала катода - тория (данные источники света обычно имеют вольфрамовые катоды с примесью тория) в разрядный промежуток. Для решения задачи написаны и решены пять уравнений для основных характеристик плазмы - напряженности электрического поля, температуры плазмы, концентрации атомов тория, ионов тория и ксенона. Рассмотрен случай реальной геометрии разряда, для которого оказывается удобным использование эллипсоидальных координат. Данное представление сразу позволяет получить пространственное распределение напряженности электрического поля в эллипсоидальных координатах, которое, в свою очередь, позволяет найти все остальные характеристики, прежде всего - температуру плазмы. Получены пространственные (радиальные) распределения напряженности электрического поля, температуры плазмы, концентрации атомов тория и плотности ионов тория и ксенона для типичных условий ксеноновых короткодуговых источников света. Чрезвычайно интересный результат получен для радиального распределения концентрации атомов тория вблизи катода, которое характеризуется максимумом, что, на первый взгляд, труднообъяснимо. Данный эффект интерпретируется с помощью физических соображений и привлечения геометрической картины испарения тория с поверхности катода. Полученные данные важны для оптимизации оптических, светотехнических и энергетических характеристик источников света на основе дуговых разрядов в инертных газах. Полученные результаты могут быть также полезны для исследования сильноточных дуговых разрядов высокого давления, имеющих электроды с легкоионизуемой добавкой (торий, редкоземельные элементы и др.).

AB - В статье представлены результаты исследования (моделирования) пространственных характеристик короткодугового ксенонового разряда высокого давления, который широко используется в качестве источника оптического излучения (источника света). Моделирование проведено с учетом испарения материала катода - тория (данные источники света обычно имеют вольфрамовые катоды с примесью тория) в разрядный промежуток. Для решения задачи написаны и решены пять уравнений для основных характеристик плазмы - напряженности электрического поля, температуры плазмы, концентрации атомов тория, ионов тория и ксенона. Рассмотрен случай реальной геометрии разряда, для которого оказывается удобным использование эллипсоидальных координат. Данное представление сразу позволяет получить пространственное распределение напряженности электрического поля в эллипсоидальных координатах, которое, в свою очередь, позволяет найти все остальные характеристики, прежде всего - температуру плазмы. Получены пространственные (радиальные) распределения напряженности электрического поля, температуры плазмы, концентрации атомов тория и плотности ионов тория и ксенона для типичных условий ксеноновых короткодуговых источников света. Чрезвычайно интересный результат получен для радиального распределения концентрации атомов тория вблизи катода, которое характеризуется максимумом, что, на первый взгляд, труднообъяснимо. Данный эффект интерпретируется с помощью физических соображений и привлечения геометрической картины испарения тория с поверхности катода. Полученные данные важны для оптимизации оптических, светотехнических и энергетических характеристик источников света на основе дуговых разрядов в инертных газах. Полученные результаты могут быть также полезны для исследования сильноточных дуговых разрядов высокого давления, имеющих электроды с легкоионизуемой добавкой (торий, редкоземельные элементы и др.).

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=45688533

M3 - статья

VL - 36

SP - 39

EP - 47

JO - Вестник Дагестанского государственного университета

JF - Вестник Дагестанского государственного университета

SN - 2542-0321

IS - 1

ER -