Холодный атмосферный газовый разряд

Abstract

Показано, что в относительно сухом атмосферном воздухе при нормальном и более низком давлении возможно существование газового разряда с холодной нейтральной компонентой и горячими электронами. Область существования разряда определяется балансом процессов ионизации электрическим полем атомов азота и прилипания электронов к атомам воды и кислорода. Разряд может существовать только при значениях относительной водности w ≤ 10⁻² и значениях параметра E/p, определяющего пороговую напряженность электрического поля Е при заданном давлении р. При нормальном давлении пороговое поле составляет величину 4.65 кВ/см. Расчет параметров плазмы разряда проведен в условиях локального баланса температур и концентрации заряженных частиц.

Показано, що у відносно сухому атмосферному повітрі при нормальному та більш низькому тиску можливе існування газового розряду з холодною нейтральною компонентою та гарячими електронами. Область існування розряду визначається балансом процесів іонізації електричним полем атомів азоту та прилипання електронів до атомів води і кисню. Розряд може існувати тільки при значеннях відносної вологості w≤10⁻² та значеннях параметру E/p, який визначає порогову напруженість електричного поля Е при заданому тиску р. При нормальному тиску порогове поле складає величину 4.65 кВ/см. Розрахунок параметрів плазми розряду проведено в умовах локального балансу температури і концентрації заряджених частинок.

It is shown that a gas discharge with a cold neutral component and the hot electrons can exist in a relatively dry air at the standard and much low pressure. The discharge existence region have been determined with balance between the nitrogen ionization processes by an electric field and attachment of electrons to the water and oxigen atoms. A discharge can exist only at such (w≤10⁻² ) values of relative humidity and definite reduced electric field (E/p) values which respond threshold electric field strength Ethr at given pressure p . At standard pressure the threshold field compose 4.65 кV/сm. A plasma parameter calculation carried out at the local temperature and charged particle denssty balance conditions.