Dependence of nonequilibrium of radiation of a pulsed discharge in water in the visible range on the electric field strength

Abstract

The results of experimental studies of nonequilibrium of radiation in the visible range of a nonideal plasma (NP) are presented. The plasma was produced in pulsed discharges in water (PDW) with minimum amount of impurities. The PDW was initiated by explosion of a tungsten wire with diameter of 20 microns. The radiation from the PDW channel is nonequilibrium. The brightness temperature measured at wavelengths 400 and 700 nm differs up to two times, especially at high rates of energy input into the PDW channel. The dependences of NP nonequilibrium radiation on electrical parameters of the plasma channel were investigated. It was found that the oscillations of the plasma channel radiation intensity do not correlate with the power input to the channel. At the same time, the value of nonequilibrium of radiation, i.e., ΔT/Δλ (K/nm), does correlate with oscillations of power. The highest values of the nonequilibrium correspond to the first or the third current maximums. The dependences of the maximum intensity of nonequilibrium radiation on the electric field strength in the first current maximum, on the initial electric field strength in the discharge, and on the length of the discharge gap are examined at a constant initial battery voltage. Possible mechanisms of the observed effects are discussed.

Приведены результаты экспериментальных исследований неравновесности излучения сплошного спектра в видимом диапазоне неидеальной плазмы (НП) импульсных разрядов в воде (ИРВ) с минимальным количеством примесей. Разряд инициировался взрывом вольфрамового проводника диаметром 20 мкм. Излучение из канала ИРВ является неравновесным. Яркостные температуры, измеренные на длинах волн 400 и 700 нм, могут отличаться вдвое, особенно при больших скоростях ввода энергии в канал ИРВ. Приводятся результаты исследований влияния электрических параметров плазменного канала на неравновесность излучения НП. Колебания интенсивности излучения плазменного канала не коррелируют с вкладом мощности в канал. Но величина неравновесности ΔT/Δλ (К/нм) коррелирует с колебаниями мощности. Наибольшая величина неравновесности совпадает с первым или третьим максимумами тока. Рассматриваются зависимости максимального значения неравновесности от: начальной напряжённости электрического поля в разряде, максимального тока в разряде, напряжённости электрического поля в первом максимуме тока, длины разрядного промежутка при неизменном начальном напряжении на батарее. Обсуждаются возможные механизмы наблюдаемого эффекта.

Наведено результати експериментальних досліджень нерівноважності випромінювання суцільного спектру у видимому діапазоні неідеальної плазми (НП) імпульсних розрядів у воді (ІРВ) з мінімальною кількістю домішок. Розряд ініціювався вибухом вольфрамового провідника діаметром 20 мкм. Випромінювання з каналу ІРВ є нерівноважним. Яскравістні температури, виміряні на довжинах хвиль 400 і 700 нм, можуть відрізнятися вдвічі, особливо при великих швидкостях введення енергії в канал ІРВ. Наводяться результати досліджень впливу електричних параметрів плазмового каналу на нерівноважность випромінювання НП. Коливання інтенсивності випромінювання плазмового каналу не корелюють з вкладом потужності в канал. Але величина нерівноважності ΔT/Δλ (К/нм) корелює з коливаннями потужності. Найбільша величина нерівноважності збігається з першим або третім максимумами струму. Розглядаються залежності максимального значення неравноважності від: початкової напруженості електричного поля в розряді, максимального струму в розряді, напруженості електричного поля в першому максимумі струму, довжини розрядного проміжку при незмінній початковій напрузі на батареї. Обговорюються можливі механізми.