Цикл фундаментальных исследований быстропротекающих электроразрядных процессов и создание на их основе нового класса мощных и сверхмощных нано- и пикосекундных электрофизических устройств
Цикл работ начался в шестидесятых годах с исследования пробоя газовых и вакуумных промежутков при приложении к ним высоковольтных импульсов напряжения с крутым фронтом. В процессе этих исследований был достигнут качественно новый уровень понимания физических механизмов формирования импульсных разрядов и их последующего развития в сильноточной стадии. При исследовании газовых разрядов высокого давления были обоснованы условия, обеспечивающие нано- и субнаносекундные времена нарастания тока, выявлено влияние способов инициирования начальных электронов на характер формирования разряда, вскрыты механизмы перехода от объемной стадии горения к канальной.
Дано исчерпывающее объяснение явлений, играющих фундаментальную роль в вакуумном пробое. Изучены процессы формирования электронных пучков в диодах на основе взрывной эмиссии, явление обрыва тока в стадии горения сильноточной вакуумной дуги и в плазмонаполненном диоде. Обнаружен эктон - порция электронов, испускаемая катодом в процессе вакуумного разряда.
Одним из результатов работы стало создание и внедрение в десятках организаций России и за рубежом нового класса мощных наносекундных и субнаносекундных импульсных устройств с мощностью от десятков мегаватт до десятков тераватт. Основу этих устройств составляют генераторы высоковольтных импульсов, а в качестве нагрузки могут быть использованы электронные и ионные диоды, активные среды лазеров, СВЧ-системы, рентгеновские диоды и т. д.
Члены авторского коллектива трижды награждались международными премиями за работы по мощной импульсной технике (премия Э. Маркса) и вакуумному разряду (премия У. Дайка). Работа по возбуждению объемного разряда в газе высокого давления многоэлектронным инициированием в 1989 году была признана научным открытием.
Обобщающим результатом работы стало то, что в новом научном направлении - импульсной энергетике - российская наука заняла одно из ведущих мест в мире, а по ряду разделов стала безусловным лидером.
Микрократеры на поверхности взрывоэмиссионного катода
Сильноточные псевдоискровые разрядники
Тераваттный генератор ГИТ-12
АВТОРЫ:
Г. А. МЕСЯЦ, директор Института электрофизики УрО РАН, академик, д.т.н. (руководитель работы); Ф. Я. ЗАГУЛОВ, директор, д.т.н. (СКБ научного приборостроения УрО РАН); Б. М. КОВАЛЬЧУК, заведующий отделом, академик, д.т.н.; С. Д. КОРОВИН, заведующий отделом, д.ф.-м.н.; Ю. Д. КОРОЛЕВ, заведующий лабораторией, профессор, д.ф.-м.н.; Д. И. ПРОСКУРОВСКИЙ, заведующий лабораторией, профессор, д.ф.-м.н. (Институт сильноточной электроники СО РАН), В. Г. ШПАК, заведующий лабораторией чл.-корр. РАН, д.т.н.; М. И. ЯЛАНДИН, в.н.с., д.т.н. (Институт электрофизики УрО РАН)
