Ó³ Ÿ , º 4Ä5(174Ä175).. 629Ä634 ˆ ˆŠ ˆ ˆŠ Š ˆ. .. Ëμ μ,.. μ, Š.. ±μ. Î ± É ÉÊÉ ³..., Œμ ±

Transcript

1 Ó³ Ÿ , º 4Ä5(174Ä175).. 629Ä634 ˆ ˆŠ ˆ ˆŠ Š ˆ Ÿ Œ Ÿ.. Ëμ μ,.. μ, Š.. ±μ Î ± É ÉÊÉ ³..., Œμ ± Ö Ì μ ÊÌ É³μ Ë μ μ ² Ö ³ ± ³ ²Ó μ³ Ö μ³ Êɱ μé 0,8 μ 1,2 Œ É μ μ ³ Ê²Ó μ É μ ±μ ²ÊÎ Ô ± Éμ μ² 5 ±Ô μ μ μ Ò ³μ³ É ³. ² ÉÓ Í Ê²ÓÉ Ë μ² Éμ μ μ É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö ²μ± ² μ μ³μðóõ ±μ²² ³ ÊÕÐ Ì ³Ö Ï ÕÐ Ì μ É ±. ² ʲÓÉ Ë μ² Éμ μ μ ² É ³ ± ³Ê³ É μ É ²ÊÎ Ö μμé É É Ê É ³μ³ ÉÊ Í É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö. In atmospheric pressure discharge in air at maximal voltage from 0.8 to 1.2 MV the pulsed X-ray radiation with quanta energy higher than 5 kev is registered in prebreakdown phase. Ultraviolet and X-ray generating region is localized using collimated and time-resolved diagnostics. In near ultraviolet range the maximum of radiation intensity corresponds to X-ray generation instant. PACS: s ˆ μ É ÕÐ É ± Ö ² Õ Ê Ö Ô² ±É μ μ ɳμ Ë μéö - μ ² μ ÖÉ ² É Ö μ Ê ²μ ² ²Õ Ö³ ²Ó μ μ É μ ±μ μ ³³ - ²ÊÎ Ö μ ³Ö μ ± ± ³ Ò³ É ±Éμ ³, É ± É ±Éμ ³, Ê É μ ² Ò³ Ï Ì- μ Ì ÊÉ ± Ì [1, 2]. Š μ³ Éμ μ, ³ ÕÉ Ö Ò μ ²Õ ÖÌ Î - Ö É³μ Ë Ò ³² μ μ ÒÌ Ê ²μ ÖÌ Ê²ÓÉ Ë μ² Éμ μ μ ² É ±É [3]. ³ Ò³ Ö ²ÖÕÉ Ö É ± ²Õ Ö É±μ μ É μ ±μ μ ³³ - ²ÊÎ μ ÒÎ ÒÌ ² μ Éμ ÒÌ Ò μ±μ μ²óé ÒÌ Ö Ì [4Ä7]. ± ²ÊÎ Ö Ô ± Éμ, ÒÏ ÕÐ 300 ±Ô [4], ³μ ÊÉ ³ ÉÓ Ó μ ² Ö μ± Ê ÕÐÊÕ Ê. ±μ ÉμÖÐ ³μ³ É Ë ± Ëμ ³ μ Ö Ê ÕÐ Ì Ô² ±É μ μ μ ÊÌ Ì Ê ±μ μ ±μ Í Ö Ò. Ÿ ² Ê Ö Ô² ±É μ μ μ ÒÌ Ö Ì μ ± É ²Ó ÒÌ Ô² ±É Î - ± Ì μ²öì. ²Ö Ìμ μ ÉμÖ Ò μ μ Ê ±μ Ö (Ê Ö) Ô² ±É μ μ² Ê ² Î ÉÓ ± É Î ±ÊÕ Ô Õ μ² μ²óï, Î ³ μ É Ö É μ Í Õ, μ Ê μí Í Õ ³μ² ±Ê² μ ÊÌ : eel > ε nom, l (σn) 1 Å ² μ- μ μ μ μ Ô² ±É μ μ ÊÌ ²μÉ μ ÉÓÕ n Î ³ Ê Ê Ì Éμ²± μ σ; ε nom Å ÔËË ±É Ö μé Ö Ô ² μ μ μ μ μ. μ μ Ò ÒÎ - ² Ö [8, 9] ÕÉ ²Ö μ μ μ μ Ö μ É Ô² ±É Î ±μ μ μ²ö μ ÊÌ μ - ³ ²Ó μ³ ² ² Î Ê μ±μ²μ E RW 320 ± / ³. μ μ Éμ μ Ò, É ±μ³ μ² Ô² ±É μ Ò μ ÊÌ Ê ÊÉ Ò μ Ê ±μ ÖÉÓ Ö ² Ê ÉÓ. Ê μ Éμ μ Ò, É ±μ μ² μî Ó ² ±μ Å μ μ μî Ó Ò É μ É - μ ± ÕÐ μ ÔÉμ³ ±μ μ μ μ

2 630 Ëμ μ.., μ.., ±μ Š.. ÔËË ±É. Œ ± ³ ²Ó Ö μ μ Ö μî μ ÉÓ É³μ Ë μ±μ²μ E th 29 ± / ³ [10], É Î Ö Ö μ ÉÓ μ²ö μ μ μ ɳμ Ë μ±μ²μ E td 1 ± / ³ [1, 2]. ³ ³ ² Î Ê ÕÐ Ì Ô² ±É μ μ μ ÒÌ Ö Ì μ ² ÒÌ Ê ²μ ÖÌ μ ² É μ³ Õ [1Ä2, 4Ä7]. μ ³ É Ò ÔËË ±É ²Ó μ μ Ô² ±É Î ±μ μ μ²ö Éμ ² ³Ò ³μ É Ê ±μ ÉÓ Ô² ±É μ Ò μ ÊÌ ³ ÓÏ Ì Ô² ±É Î - ± Ì μ²öì. Î Ê Ê Ì Éμ²± μ ʳ ÓÏ É Ö μ Éμ³ Ô Ô² ±É μ ± ± σ ε 1, μ μ μ μ μ² E RW ²Ö Ô² ±É μ μ Ô, ³, 1 ±Ô Ê ÊÐ É μ ³ ÓÏ, μ±μ²μ E RW 30 ± / ³ [9]. ÉμÖÐ μé ÊÎ Ò ÔËË ±ÉÒ Ê Ö Ô² ±É μ μ ³ Ê²Ó ÒÌ Ò μ±μ- μ²óé ÒÌ Ö Ì μ³μðóõ É Í É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö, μ ±μ ²ÖÍ ²ÊÎ ³ ² ³ ʲÓÉ Ë μ² Éμ μ³ μ ±É Ô² ±É μë Î ± ³ ³ É ³ Ö. 1. ˆ ˆ Š ˆŒ μ Éμ Ò Ô± ³ É μ μ ² Ö Ê É μ ± ƒ (U max 1,2 Œ, I max 12 ± ) [11], μ ÉμÖÐ ³ ²μ μ² μ μ Éμ ³ Ê²Ó ÒÌ Ö É ± Ó ÄŒ ±, μìμ μ μ Ò μ±μ μ²óé μ μ μ²öéμ ÒÌμ μ³ μ ÊÌ μ - μ μ Ö μ μ μ³ Êɱ. ² ±É μ Ò Ê μ³ ± Ê ² Ö 4,5Ä45 ³³ Ê É ² - ² Ó ÉμÖ 500Ä750 ³³ Ê μé Ê. Ò μ±μ μ²óé Ò³ Ô² ±É μ μ³ Ö ²Ö² Ö μ²μ Ò μ ± Éμ, ³² Ò μ Ò² μ Éμ μ³ ³ Ê²Ó - ÒÌ Ö μ³μðóõ ±μ ± ²Ó μ μ Í ² Î ±μ μ Éμ±μ μ μ. ˆ ³ Ö Ô² ±É μë Î ± Ì ³ É μ Ö μ Î ² Ó É Ò³ ³±μ É Ò³ ² - É ²Ö³ Ö Ö, ÏÊ É ³ Éμ± μö ³ μ μ ±μ μ. ˆ³ Ê²Ó Ö Ö ³ É Ë μ É É Ö T , μ Ð Ö ² É ²Ó μ ÉÓ ³ Ê²Ó μ μ μö Å μ±μ²μ 1³±. ²Ö É Í É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö ³ Ö² Ó É ±Éμ Ò μ μ ² - É ±μ ÒÌ Í É ²²ÖÉμ μ, Ð Ð ÒÌ μé μ μ±. ³ ± Ëμ ³ μ Ö ± ² Ö É μ ² Ó ÖÉ ± μ μ -± ³ μ 7- Ô± μ Í. ˆ É - ²Ó Ö Ñ ³± ³μ³ μ ±É ² Ó μ³μðóõ ± ²Ó μ Ê ²μ μ Í Ë μ ÒÌ ± ³. ²Ö É Í ² μ ʲÓÉ Ë μ² Éμ μ μ ³μ μ ²ÊÎ μ É É μ ²μ± ² Í ³ Ö² Ó μ ± Ò É ÒÌ É ³μ μ É - Î ±μ Ë ²ÓÉ Í, ±μ²² ³ Í μ Éμ μ²μ±μ μ μ μ. 2. ƒ Š ˆ ˆ ( ˆ) ˆ Œ œ Š Î Ò μ Í ²²μ ³³Ò Ö Ö Éμ± Ö μ μ ±μ Ë Ê Í Ê É μ ± Ò. 1,,. μöé μ ÉÓ μ ± μ Ö É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö μ É ÉμÎ μ Ò μ± : μ² 50 % Ö μ Ö ³ μ² 800 ± μ μ μ ² Ó ³ Ê²Ó ³ ˆ. É μ ±μ ²ÊÎ, Ö ²ÖÕÐ Ö Éμ ³μ Ò³ ²ÊÎ ³ Ê ÕÐ Ì Ô² ±É μ μ, μ ± É μ μ μ μ μ μ μö. ˆ³ Ê²Ó É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö μ ² μ Ò³ Ê²Ó μ³ Éμ± Ö. Š ± μ μ Í ²²μ ³³. 1,,, ³μ³ É Í É μ - ±μ μ ²ÊÎ Ö Ö μ É ²Ö É μ±μ²μ 550 ±. ±É μ³ê ³μ³ ÉÊ μ ± μ- Ö ³ Ê²Ó ˆ μ μ μ É μμé É É Ê É Îμ± μ Í ²²μ ³³ Éμ±

3 μ μ μ Ö Ë É³μ Ë ÒÌ Ö μ , ) Î Ò μ Í ²²μ ³³Ò Ö Ö, Éμ± ˆ Ö ;, ) ³ Ê²Ó ˆ - Ò³ Ê²Ó Éμ± μ μ μ μ μ μ Ë μ É Ò³ Ê²Ó Éμ± (. 1, ). ³ ² ÉÊ ± μ É ²Ö É 5Ä10 % ³ ² ÉÊ Ò μ ² ÊÕÐ μ É Ö Ò³ Ê²Ó Éμ±. μ- μ Ò Ì ±É Éμ± ³μ É ÒÉÓ μ Ê ²μ ² μ μ ³ Ê ÕÐ Ì Ô² ±É μ Ì, ±μ Îμ± μμé É É Ê É Éμ±Ê Ê ÕÐ Ì Ô² ±É μ μ, ² ÊÕÐ ³ É Éμ± μ ²Ö É Ö μ μ Ò³ ±μô É Î Ò³ Ô² ±É μ ³. É ³ Ö- Ö ƒˆ Ö ³μ³ É μ μö É ± É É, μ ÊÐ É μ. ÔÉμ³ ³ Ê²Ó É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö ²Õ É Ö μîé Éμ³ Ö. ±μ ³ ² ÉÊ É μ ±μ μ ² ³ Ö É Ö μ² ÊÐ É μ. ± Ö ³μ ÉÓ ³μ É ÒÉÓ Ö μ ±μ μ ÉÓÕ É Ö Ö Ö [7]. ±É É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö Ò² μí μ ³ Éμ Ê μ ²μÐ ÕÐ Ì Ë ²ÓÉ μ. ˆ μ²ó μ ² Ó Al- Pb-Ë ²ÓÉ Ò Éμ²Ð μ μé 50 ³±³ μ 3 ³³, ± Ò ÕÐ μ - Ð Ò ± μ³ ÊÉ±Ê Éμ Í Í É ²²ÖÉμ. μ ²Õ ³μ³Ê ʳ ÓÏ Õ ²μ É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö Éμ²Ð μ Ë ²ÓÉ μ ² ² É ²Ó μ Ô± μ Í - ²Ó Ò Ì ±É ² Ö ± Éμ É μ ±μ μ ²ÊÎ Ö μ Ô. μ Ö Î ÉÓ ± Éμ ³ É Ô Õ ÍÒ ± ²μÔ² ±É μ μ²óé. É μ ²μ Ó μ²ó- Ïμ ±μ² Î É μ ± Éμ Ô μ²óï 150Ä200 ±Ô. ˆ ² ÏÓ Î Ò ± ÉÒ μ± Ò ÕÉ Ö Ê μ ²μ μ μ É μé Í ²μ, ÎÉμ μ² É μ²μ- ÉμÎ ± Ê ÕÐ Ì Ô² ±É μ μ ² μé Í É ²Ó μ μ Ô² ±É μ. 3. ˆ ƒ œ Ÿ ˆ Š Ÿ - š ŒŠ Ÿ ˆ É ²Ó Ö Ëμ ³ Ö μ ÒÎ μ ³ É μ ÊÉÊÕ Ëμ ³Ê (. 1, ), Ê É ²Ó μ μ± Ò ÕÐÊÕ Éμ, ÎÉμ Ò É Ò Ô² ±É μ Ò, μ É ÖÕÐ Ö Ö³μ² μ, ³μ ÊÉ Ê ±μ ÖÉÓ Ö ² ³ μ μö. Éμ Î μ ²Õ É Ö ³Ò± μé μ μ²μ ÒÌ É - ³ μ, μ Î ÕÐ ±μ É ±É ³ Ê Ô² ±É μ ³ μ μ Ò³ μ μ ³. Ò É ²Ó μ Ñ ³± É Ö Ö Ê É ²Ó Ò³ Ò±²ÕÎ ³ Ô² ±É Î ±μ μ μ²ö μ± ² (. 2), ÎÉμ Ò³ μö ²ÖÕÉ Ö É ³ Ò ± Éμ, μ É ÕÐ μ É ³ Ò μö ²ÖÕÉ Ö μ ³ ²μ ( μ Ö ± Öɱμ μ ±Ê ) ³Ö

4 632 Ëμ μ.., μ.., ±μ Š ˆ É ²Ó Ö Ñ ³± É Ö Ö Ê É ²Ó Ò³ Ò±²ÕÎ ³ Ô² ±É Î ±μ μ μ²ö μ³ Êɱ 600 ³³ ² Î Ò ³μ³ ÉÒ ³ μé μ É ²Ó μ Î ² É Ö μ²ö ³± Î ²Ó μ É É Ö Ö ÕÉ ±μ μ ÉÓ μ 10 8 ³/, Éμ ³Ö ± ± ± Éμ Ò É ³ Ò μ²óïêõ Î ÉÓ μ- ³ Êɱ μìμ ÖÉ μ ±μ μ ÉÓÕ, μ É ÕÐ μ μ±μ²μ ³/. ÔÉμ³ É Î μ Ìμ É ³ μ μ μ³ Êɱ. - Ñ ³± Î ²Ó μ É É Ö Ö Ô± μ Í 7 μ± ² É Ê±- ÉÊ Ê μ É ÕÐ μ²μ ± ± ² (. 3). ÉÊÐ ± ² Ö μ³ μ - É É Ö μ μ ². μ² Ö ±μ μ ² ÉÓÕ ÉÊÐ μ ± ² Ö ²Ö É Ö μ μ Ö μ²μ ± μ± Ê ²μ Ëμ ³Ò ³ É μ³ 1 ³. μ Éμ μ Ò, μ Ð μ ± μ Ê, μ ³ Ö ±μ μ É ² μ 1Ä8 ³. Î ± ² Ö μ μ² É Ö μ μ²ó μ ² É ²Ó μ ( μ ±μ²ó± Ì ³ ± μ ±Ê ) ³Ö μ ² μìμ Ö μ μ μ μ Éμ±. É- ³ Î Ò É ± ËËÊ Ò ÉÖÐ Ö μ ² É μ± Ê μ μ μ μ Éμ±μ μ μ ± ² μ - Ì É ÖÌ Ö Éμ±. ± - Ñ ³± μ μ² ² ÊÉμÎ ÉÓ ³ ±Ê ± Éμ ÒÌ É ³ μ : μ É μ ³Ò± ³ μ Ò³ É ³ ³ Ì ±μ μ ÉÓ ±μ μ É É μ ±μ μ É, Ì ±É ÒÌ ²Ö μ ÒÌ É ³ μ. 4. Š ˆ ˆŸ ˆ ƒ ˆˆ ˆ μ Í ²²μ ³³ (. 4, ) μ, ÎÉμ ³Ò ³ Ê²Ó - ²ÊÎ Ö μ - ± É ± Éμ μ μ ² É. ± μ μ É É ±μ²² ³ Éμ μ³ μ²ó μ Ö μ μ μ³ Êɱ μ ³ Ê ² Ö μé ± Éμ ²ÊÎ μ² Ö ÉÎ ± μ ± É μ μ ³, ³ ² ÉÊ ² ʳ ÓÏ É Ö. ÔÉμ³ μ - μ μ ² É ²Õ É Ö Éμ μ ³ ± ³Ê³ - ²ÊÎ Ö, Ë μ É É Ö ±μéμ μ μ μé Éμ É μé Ë μ É μ μ 100Ä120, ÎÉμ Ìμ μïμ μ ² Ê É Ö Ê ² ÊÕÐ ³

5 μ μ μ Ö Ë É³μ Ë ÒÌ Ö μ a) Ì ³ μ É ±; ) - ²ÊÎ μ³ ÉμÖ μé Ô² ±É μ μ μ É ± ³. ± ² Ê É μé³ É ÉÓ, ÎÉμ - ²ÊÎ ( É ²Ó μ μ ³Ê - Ö μ³ê μ³ ÊɱÊ) É Ê É Ö Î 80 μ ² Î ² μ Ñ ³ Ö Ö μ³ Êɱ ( ³μ Ö ± Éμ ÔÉμÉ ³μ³ É μ É ²Ö É 580Ä600 ± ), Ò ² Î ³Ò ³μ³ É É ³ Ò É ÊÕÉ Ö Î 90Ä150 μ ² Ë μ É. Í ± ±μ μ É ³ Ð Ö ± Éμ μ μ μ μ ² É - Î Ö ÕÉ ² Î Ò, ± ± ³ ³Ê³ μ Ö μ± μ Ìμ ÖÐ Î Ö, μ²êî Ò ²Ö ±μ μ É É ³ ÒÌ ± ²μ ³μ μ ² É [12]. ±μ μ É ± Éμ ÒÌ μ ² É Î Ö μ É ²ÖÕÉ μé ³/ Î 100 μ ² Î ² μ Ñ ³ Ö Ö μ 50 Ê ² Î ÕÉ Ö μ ³/. ²Ö μ ÒÌ μ ² É Î ²Ó Ö ±μ μ ÉÓ μ É ²Ö É 10 9 ³/ ( É ³ Ò ³ ÕÉ ² Ê 50 ³³) Î 220 μ ² Î ² μ Ñ ³ Ö - Ö É μ ³/ 40. ± ³ μ μ³, - ²ÊÎ Ö μ μí μ³ μ ± μ Ö É ³ μ ² μí μ³, μ É μ Ï É ÊÕÐ ³ É Õ É ³ μ. Î ³ ÉμÎ ± μ Ê ²μ ² μí ³ μ ² É μ²μ ± É ³ μ² Ò É Ò³, Î ³ μ É ³μ μ ± ² É ³.

6 634 Ëμ μ.., μ.., ±μ Š.. Š ˆ ²Ö μ μ μ μ Ë Ò Ö μ ³ Ô² ±É μ ÒÌ μ³ Êɱμ 0Ä750 ³³, Ö 0,5Ä1,2 Œ, Ê μ Ô² ±É μ μ 8Ä45 ³³ ³μ μ μé³ É ÉÓ, ÎÉμ: 1) Ì ±- É μ³ê ³μ³ ÉÊ μ ± μ Ö ³ Ê²Ó ˆ μ μ μ É μμé É É Ê É Îμ± μ Í ²²μ ³³ Éμ± μ μ μ μ μ Ë μ É Ò³ Ê²Ó Éμ± ; ³ ² ÉÊ ± μ É ²Ö É 5Ä10 % ³ ² ÉÊ Ò μ ² ÊÕÐ μ É Ö Ò³ Ê²Ó Éμ± ; μ μ Ò Ì ±É Éμ± ³μ É ÒÉÓ μ Ê ²μ ² μ μ ³ Ê ÕÐ Ì Ô² ±- É μ Ì; 2) ³μ³ É Í μ μ ³ Ê²Ó ˆ Ìμ É Ö ³ ± ³Ê³ ² μ - ²ÊÎ Ö; É Í ² μ ʲÓÉ Ë μ² É 240Ä400 ³ μ Ìμ É ³Ö 20 ; ² É ²Ó μ ÉÓ μ - ³ Ê²Ó ÒÏ É ² É ²Ó μ ÉÓ É μ ± Ì ³ Ê²Ó μ ; ³ μ Ìμ ʲÓÉ Ë μ² É μ É É ±μ Ò³ ²Ö ³μ μ É ; 3) ±μ μ É μ ² É - Î Ö É ³ μ μ μ É ²ÖÕÉ μé μ 10 9 ³/, É.. μ Ö μ± μ² μ Ìμ ÖÉ Ì ±É Ò ±μ μ É μ É É ³ μ μ ± ² ; 4) ÉÊÐ ± ² Ö ³ É μ² Ö ±μ μ ² ÉÓ μ± Ê ²μ μ²μ ± ³ É μ³ 1 ³ Ê ÕÐ ³ Ö ± μ Ê ³ Ö ± ³ μ É ³. μé Ò μ² μ ± É ˆ ( ). ˆ Š ˆ 1. Dwyer J. R. et al. Energetic Radiation Produced during Rocket-Triggered Lightning // Science V P Tsuchiya H. et al. Observation of an Energetic Radiation Burst from Mountain-Top Thunderclouds // Phys. Rev. Lett V P Garipov G. Š. et al. Ultraviolet Flashes in the Equatorial Region of the Earth // JETP Lett V. 84. P. 185Ä Dwyer J. R. et al. A Study of X-ray Emission from Laboratory Sparks in Air at Atmospheric Pressure // J. Geophys. Res V P. D Nguyen C. V., van Deursen A. P. J., Ebert U. Multiple X-ray Bursts from Long Discharges in Air // J. Phys. D V. 41. P Rahman M. et al. X Rays from 80-cm Long Sparks in Air // Geophys. Res. Lett V. 35. P. L March V., Montanya J. Inuence of the Voltage-Time Derivative in X-ray Emission from Laboratory Sparks // Geophys. Res. Lett V. 37. P. L Gurevich A. V. On the Theory of Runaway Electrons // Sov. Phys. JETP. Engl. Transl V. 12(5). P. 904Ä Gurevich A. V., Zybin K. P. Runaway Breakdown and Electric Discharges in Thunderstorms // Phys. Usp V. 44. P. 1119Ä ²Ö. Œ.,.. ± ³μ² ³μ² Ð ÉÒ. Œ.: ³ ɲ É, μ... É μ ±μ ʲÓÉ Ë μ² Éμ μ ²ÊÎ Ë Ö ² μ ± Ò //. ÊÎ. ˆŸ Œˆ ˆ M.: Œˆ ˆ, Ä Oreshkin E. V. et al. Bremsstrahlung Radiation of Fast Electrons in Long Air Gaps // Proc. of 16th Intern. Symp. on High Current Electronics P. 172Ä175.