强激光与粒子束

作者：王芝, 韩若愚, 李显东, 陈鹏宇, 李奕璋, 缪劲松,

关键词：水中放电, 等离子体, 图像诊断, 光谱诊断, 声波与冲击波,

开展了J量级系统储能下电脉冲参数对水中火花放电特性影响研究。驱动源采用参数可调的固态重频纳秒脉冲电源，放电负载为水中针-板结构（间距1 mm），在低重频条件（约5 Hz）下进行实验。通过调节放电参数、拍摄高速阴影图像、光谱诊断以及声信号测量，研究水中脉冲放电的物理特性，得到不同放电参数下放电演化规律及其对声学、光谱特性影响。实验发现：在J量级储能下，放电通道连通两极后，回路电流在几百ns内快速上升至10 A左右，随后缓慢下降，持续50～60 μs。发现预设脉宽对放电影响较大，短脉宽条件下放电会被电源固态开关强制截断出现反向放电，而长脉宽条件下放电通道在后期变得不稳定甚至熄弧中断，出现气泡中二次放电现象。辐射光谱揭示了更多等离子体信息，推断通道电子密度在1018 cm−3量级，随着脉宽增加，特征谱线强度增加，表明活性粒子数密度增加，但粒子种类不变。短脉冲（＜150 μs）作用下产生的脉冲声波的特征宽度在110～150 μs，而当脉宽继续增大，声波脉宽并不继续增加而是保持不变，保持在150 μs左右。研究结果对水中小能量火花放电的机理研究有一定参考价值，为水声学、液相等离子体等领域的应用提供思路。

来源：2022年第9期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

查看强激光与粒子束杂志2022年第9期