отзыв оппонента Гаджиев (Природа распространения фронта ионизации на начальных стадиях искрового разряда в инертных газах высокого давления при наличии сильного магнитного поля)

ОТЗЫВофициального оппонентана диссертационную работу Аль-Харети Фаваз Мохаммед Али«Природа распространения фронта ионизации на начальных стадиях искрового разряда винертных газах высокого давления при наличии сильного магнитного поля» на соисканиеученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.08 –физика плазмы.Диссертационная работа Аль-Харети Фаваз Мохаммед Али «Природараспространения фронта ионизации на начальных стадиях искрового разряда в инертныхгазах высокого давления при наличии сильного магнитного поля» посвящена актуальнойнаучной проблеме – исследованию влияния сильного магнитного поля на начальныестадии развития искрового разряда. Решение таких задач представляется важным в связис широким использованием импульсных разрядов, развивающиеся в плотных газах, вновейших областях науки и техники.

Именно такими разрядами накачиваются газовыетехнологические лазеры, лазеры для военных применений, медицины и научныхисследований, применяются в импульсных источниках света, используются в разработкебыстродействующих коммутаторов тока, в устройстве квантовой электроники, фотохимиии т.д. С точки зрения диагностики наибольшими преимуществами при изучении свойствтакой плазмы обладают оптические методы, в частности, спектральные методыдиагностики, развернутые в пространстве и во времени, с одновременным сопоставлениемс осциллографическими картинами напряжения и тока на пробиваемом промежутке.Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 158страниц, включая 54 рисунков и 12 таблиц.

Список цитируемой литературы насчитывает128 наименований.Во введении сформулированы цели и основные задачи работы, обоснованаактуальность темы диссертации, а также основные положения, выносимые на защиту,показана научная новизна полученных результатов. Приводится краткое содержаниедиссертации.В первой главе приведен обзор публикаций экспериментальных и теоретическихработ, посвященных характеристикам начальных стадий газового разряда, ролифотоионизации и фоторекомбинации в распространении плазменных лавин вплоть доперекрытия разрядного канала и влияния продольного магнитного поля на пробой ихарактеристики газового разряда.

Литературный обзор свидетельствует о хорошем знанииработ других авторов в данной области и достаточно полном отражении современногосостояния исследуемых вопросов.Во второй главе диссертации приводится описание экспериментальных установок иметодик измерений параметров плазмы импульсных разрядов в газах атмосферногодавления в сильных магнитных полях. Обосновываются методики регистрацииэлектрических, оптических и спектральных характеристик разряда и анализируется ихпогрешности.Следуетотметитьдостаточновысокийнаучныйуровень,продемонстрированный автором при создании экспериментальных установок иразработке диагностических методов с наносекундным временным разрешением.Учитывая малые времена развития начальных стадий при импульсном пробое, методыисследований электрических, оптических, в частности спектральных характеристикявляются современными, вполне соответствуют решаемой задаче по получениюдостоверной информации с необходимым временным и пространственным разрешением.В третьей главе рассматриваются и обсуждаются результаты исследованийформирования пробоя по временам формирования, мощности и энергии, вкладываемых вразряд, пространственно-временным картинам свечения промежутка, полученных сиспользованием электрооптического затвора и электронно-оптического преобразователяФЭР-2 синхронно с вольт-амперными характеристиками, и по спектральнымхарактеристикам импульсного пробоя газов в однородных электрических и сильныхмагнитных полях до 250 кЭ при атмосферном давлении и выше.

Показано, что времяформирования пробоя Ar и He уменьшается с увеличением напряженности внешнегопродольного поля и с ростом энерговклада в разряд влияние магнитного поля ослабевает.Кроме этого, интенсивность спектральных линий и континуума в поперечномнаправлении с ростом напряженности магнитного поля уменьшается.В четвертой главе дана модель развития электрического разряда в газах и изученылавинно-плазменные переходы и влияние на них внешних магнитных полей.

Установлено,что на начальных стадиях в зависимости от энерговклада наблюдается как непрерывноераспространение плазменного стримера (v~107 см/с), так и скачкообразное с пульсациейпо яркости излучения (v~108 см/с), до перекрытия разрядного промежутка. Пробойначинается с появления ярко светящегося образования – стримера, перекрывающегопромежуток со скоростью на порядок больше скорости распространения электронныхлавин, образованием яркого катодного пятна и прорастанием узкого искрового канала (r ~0.1 мм), переходящего в квазистационарную дугу (с радиусом r>1мм). При этом,наложение продольного магнитного поля напряженностью до 250 кЭ ускоряет процессформирования стримера и развитие искрового канала с одновременным уменьшениемскорости расширения канала, а также интенсивности интегрального излучения спектра вдиапазоне длин волн λ=200÷800 нм.В заключении диссертации сформулированы основные результаты и выводыработы.Научная новизна работы заключается в следующем:1.

Экспериментально полученное уменьшение времени развития разряда на различныхстадиях с определением минимальных энергозатрат для образования плазменныхстримеров во внешнем продольном магнитном поле позволяет осуществлятьуправление временными характеристиками разряда в газах высокого давлениявнешними критическими магнитными полями.2. Методами высокоскоростной электронно-оптической хронографии и спектральныхизмерений в инертных газах (He, Ar) исследовано свечение, сопровождающее пробойгаза (в диапазоне давлений от 1 до 3 атм) под действием импульсов электрического имагнитного полей. Показано, что спектральный состав излучения искры зависит отнапряженности магнитного поля. Уменьшение в магнитном поле скоростипоперечного переноса фронта ионизации обуславливает изменение распределенияэнергии, и, соответственно, изменение спектрального состава излучения плазмы.3.

В диапазоне напряжений от статистического пробивного до сотни процентовперенапряжений впервые получены комплексные экспериментальные результаты,позволяющие определить механизм влияния внешнего продольного магнитного поляна временные, энергетические и оптические характеристики начальных стадийформирования пробоя.Автором, внесен определяющий вклад в постановку задачи, проведениеэкспериментов и анализ основных результатов, вошедших в диссертацию.Данные полученные в диссертационной работе в широком диапазоне измененийдавлений, степени перенапряжения и изменения магнитного поля могут бытьиспользованы при создании быстродействующих коммутаторов тока, для построенияисточников в видимой и ультрафиолетовой частях спектра и, как справочный материал,при создании различных устройств на основе пробоя газов высокого давления.Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов не вызываетсомнений,чтоподтверждаетсяиспользованиемнадежныхсовременныхэкспериментальных методов диагностики электрических, оптических и спектральныххарактеристик разряда с наносекундным временным разрешением.Результаты, содержащиеся в настоящей диссертационной работе, неоднократнодокладывались на многочисленных российских и международных конференциях иизложены в 27 публикациях, в том числе 6 статей опубликовано в изданиях,рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.По диссертации имеются следующие замечания:1.

Для того чтобы магнитное поле эффективно влияло на физические механизмыразвития пробоя, необходимо соответствие момента инициирования разряда ивремени диффузии магнитного поля в межэлектродное пространство. Из текста неясно, как учитывалось время диффузии магнитного поля.2. При определении энерговыделения в разрядном промежутке необходимо вычестьвеличину приэлектродных падений потенциала от общей разности потенциаловприкладываемого к промежутку. При этом в работе нет оценки величинприэлектродных падений потенциала и учета их влияния на разряд высокогодавления.3. Определение электронной температуры по методу относительных интенсивностейспектральных линий требует, помимо наличия ЛТР, знание кривой спектральнойчувствительности фотоприемника.

В работе отсутствуют данные о калибровкеинтенсивностей спектральных линий.Эти замечания не снижают общее впечатление и положительную оценку работы,актуальность которой связана с тем, что теория Таунсенда хорошо описывает пробойгазов при низких давлениях (pd≤200мм·Торр) и не объясняет при высоких давленияхтакие факты как: зависимость времени формирования пробоя от начальной плотностиэлектронов, независимость напряжения пробоя от материала электродов, влияние поляпространственного заряда лавины на развитие пробоя.

Поэтому полученные вдиссертации результаты будут способствовать дальнейшему развитию физическихпредставлений пробоя газов высокого давления, как под действием сильного продольногомагнитного поля, так и без него.В целом диссертация представляет собой законченную научно-квалификационнуюработу, которая соответствует всем критериям, установленным п. 9 Положения о порядкеприсуждения ученых степеней № 842 от 24.09.2013г., а ее автор Аль-Харети Фаваз.