Нагрев водорода высокой плотности излучением сильноточной дуги

Abstract

Приведены результаты исследования нагрева водорода высокой плотности при начальном давлении 5–160 МПа сильноточной электрической дугой с амплитудой тока до 1,6 МА при скорости его нарастания 10⁹–10¹¹ А/с. При изменении начального давления и скорости нарастания тока температура канала изменяется от единиц до сотен электронвольт. При этом радиус разрядной камеры на порядок превосходит радиус канала дуги, который составляет несколько миллиметров. Высокая эффективность нагрева газа объясняется поглощением излучения водородом, окружающим дугу, протекающую в парах инициирующей проволочки. При скорости нарастания тока 10⁹ А/с и относительно небольших амплитудах тока нагрев газа происходит за счет поглощения парами проволочки излучения, прошедшего в полосе прозрачности водорода, то есть с энергией квантов менее 13,6 эВ. При скорости нарастания тока 10¹¹ А/с нагрев газа идет за счет поглощения водородом мягкого рентгеновского излучения дуги.

Наведено результати дослідження нагріву водню високої щільності при початковому тиску 5–160 МПа сильноточною електричною дугою з амплітудою струму до 1,6 МА при швидкості його наростання 10⁹–10¹¹ А/с. При зміні початкового тиску та швидкост і наростання струму температура каналу змінюється від одиниць до сотень электронвольт. При цьому радіус розрядної камери на порядок перевершує радіус каналу дуги, який складає декілька міліметрів. Висока ефективність нагріву газу пояснюється поглинанням випромінювання воднем, що оточує дугу, яка протікає у парах ініціюючого дроту. При швидкості наростання струму 10⁹ А/с та відносно невеликих ампл ітудах струму нагрів газу відбувається за рахунок поглинання парами дроту випром інювання, що пройшло у смузі прозорості водню, тобто з енергією квантів менш 13,6 еВ. При швидкості наростання струму 10¹¹ А/с нагрів газу йде за рахунок поглинання воднем м’якого рентгенівського випромінювання дуги.

The investigation results of high-density hydrogen heating at initial pressure ranged between 5–160 MPa by high-current electric arc with current amplitude up to 1,6 MA and current rate increase of 10⁹–10¹¹ A/s are presented. When changing the initial pressure and current rate increase the channel temperature varies from several electronvolts to hundreds electronvolts. At the same time discharge chamber radius exceed in order of magnitude the arc channel radius which is several millimeters. High efficiency of gas heating is caused by hydrogen radiation absorption surrounding the arc which flows in vapors of initiating wire. By current rate increase of 10⁹ A/s and relatively low current amplitudes the gas heating occurs due to radiation absorption by initiating wire vapors. The radiation is held in the band transparency hydrogen in other words with photon energies less than 13,6 eV. By current rate increase of 10¹¹ A/s gas heating due to hydrogen absorption of soft arc X-rays.