Пикосекундные потоки убегающих электронов в атмосферных промежутках с резко неоднородным электрическим полем


В атмосферном промежутке с резко неоднородным электрическим полем при росте потенциала острийного катода быстрее 1 МВ/нс впервые наблюдался поток убегающих электронов (УЭ) с длительностью не более 10 пс. Согласно численной модели, продолжительность эмиссии УЭ определяется временем существования сильного, критического для убегания электронов электрического поля на границе расширяющейся катодной плазмы, снизу оцениваемым по скорости ионизации газа в таком поле в 2–3 пс. Показано, что аналогичные радиальные потоки УЭ приводят к кратному сокращению времени развития пробоя воздушной коаксиальной линии. Однако при длительности импульса напряжения короче ~200 пс пробой не возникает даже в присутствии УЭ, так как они не успевают пересечь межэлектродный промежуток и обеспечить его предварительную ионизацию.

Результат получен в сотрудничестве ИЭФ УрО РАН, ИСЭ СО РАН и ФИАН, вошел в доклад Правительству Российской Федерации о ходе реализации программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы в 2020 году в числе важнейших результатов по направлению ФНИ «13. Фундаментальные проблемы физической электроники, в том числе разработка методов генерации, приема и преобразования электромагнитных волн с помощью твердотельных и вакуумных устройств, акустоэлектроника, релятивистская СВЧ-электроника больших мощностей, физика мощных пучков заряженных частиц».