Determination of discharge gap conduction in the plasma switch

Abstract

Operational analysis and the obtained results are presented for nanosecond pulsed current/voltage generators involving use of plasma switches, shortly PCS-PCI. The electrical conduction in the plasma-filled discharge gap was determined by calculations versus the plasma electron temperature, the concentration of multicharged ions and their ionization state number. Some factors affecting the conduction value of the PCS-PCI discharge gap have been established, such as the cross-section for electron scattering by the intrinsic atomic field and the electron-neutral collisions, which lead to early reduction in the PCS-PCI discharge-gap conduction before the onset of the current cut off phase.

Проведено аналіз роботи і одержаних результатів генераторів імпульсних струмів і напруг наносекундного діапазону з плазмовими комутаторами (переривниками) струму ПКС-ППС. Розрахунковим шляхом визначена електропровідність розрядного проміжку, заповненого плазмою, в залежності від температури електронів плазми, концентрації багатозарядних іонів і номера їхнього іонізаційного стану. Виділені деякі фактори впливу плазмових властивостей розрядного проміжку ПКС-ППС на величину електропровідності, що зв’язані з ефективним перерізом розсіювання електронів внутрішнім атомним полем і їх зіткненнями з нейтральними частинками, які призводять до раннього зниження величини електропровідності розрядного проміжку ПКС - ППС до настання фази падіння струму.

Проведен анализ работы и полученных результатов генераторов импульсных токов и напряжений наносекундного диапазона с плазменными коммутаторами (прерывателями) тока ПКТ-ППТ. Расчетным путем определена электропроводимость разрядного промежутка, заполненного плазмой, в зависимости от температуры электронов плазмы, концентрации многозарядных ионов и номера их ионизационного состояния. Выделены некоторые факторы влияния плазменных свойств разрядного промежутка ПКТ-ППТ на величину электропроводности, связанные с эффективным сечением рассеяния электронов внутренним атомным полем и их столкновениями с нейтральными частицами, которые приводят к раннему снижению величины электропроводности разрядного промежутка ПКТ-ППТ до наступления фазы обрыва тока.