NONLINEAR PHENOMENA DURING THE PROPAGATION OF POWERFUL NANOSECOND ELECTROMAGNETIC PULSES IN A LARGE-SCALE STRIPE LINES WITH A GAS AT REDUCED PRESSURE

S. V. Korobkov; Коробков С. В.; M. B. Goykhman; Гойхман М. Б.; A. V. Gromov; Громов А. В.; A. V. Palitsin; Палицин А. В.; A. S. Nikolenko; Николенко А. С.; K. N. Loskutov; Лоскутов К. Н.; I. Yu. Zudin; Зудин И. Ю.; I. M. Vershinin; Вершинин И. М.; A. V. Strikovskiy; Стриковский А. В.; M. E. Gushchin; Гущин М. Е.; E. A. Mareev; Мареев Е. А.

doi:10.31857/S2686740023030100

NONLINEAR PHENOMENA DURING THE PROPAGATION OF POWERFUL NANOSECOND ELECTROMAGNETIC PULSES IN A LARGE-SCALE STRIPE LINES WITH A GAS AT REDUCED PRESSURE

Autores: Korobkov S.V.¹, Goykhman M.B.¹, Gromov A.V.¹, Palitsin A.V.¹, Nikolenko A.S.¹, Loskutov K.N.¹, Zudin I.Y.¹, Vershinin I.M.¹, Strikovskiy A.V.¹, Gushchin M.E.¹, Mareev E.A.¹
Afiliações:
1. Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences
Edição: Volume 510, Nº 1 (2023)
Páginas: 16-21
Seção: ФИЗИКА
URL: https://rjmseer.com/2686-7400/article/view/651864
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023030100
EDN: https://elibrary.ru/OYVART
ID: 651864

Citar

Texto integral

Acesso aberto
Acesso é fechado

Acesso está concedido
Acesso é fechado

Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

Experiments of propagation of the high-power high-voltage nanosecond and subnanosecond pulses in large-scale transmitting lines in various gases make it possible to solve a wide range of fundamental and applied problems, from simulating the propagation of electromagnetic pulses (EMP) through the atmosphere to estimating the electrical strength of elements of pulsed high-voltage gas-filled systems. At the IAP RAS, experiments with stripe lines up to 5 m in length are performed in Krot and Sprite devices. During the propagation of EMP with an electric field strength up to 100 kV/m in a low pressure gas, the effects are observed such as the formation of non-uniform and essentially non-stationary glow, nonlinear absorption and dispersion transformation of the shape of high-power pulses, due to gas ionization in the EMP field.

Palavras-chave

ultrawideband electromagnetic pulse (UWB EMP), plasma, laboratory, simulation, atmosphere, ionosphere

Bibliografia

Starikovskaia S.M., Anikin N.B., Pancheshnyi S.V., Zatsepin D.V., Starikovskii A.Y. Pulsed breakdown at high overvoltage: Development, propagation and energy branching // Plasma Sources Science and Technology. 2001. V. 10. № 1. P. 344–355.
Белоплотов Д.В., Тарасенко В.Ф., Сорокин Д.А. Убегающие электроны при формировании положительной волны ионизации в азоте и воздухе // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 116. № 5. С. 284–291.
Ефанов М.В., Лебедев Е.Ф., Ульянов А.В., Федоров В.М., Шурупов М.А. Излучательно-измерительный комплекс для исследования прохождения сверхширокополосных сигналов в атмосфере и ионосфере Земли // ТВТ. 2021. Т. 59. № 6. С. 877–884.
Vikharev A.L., Ivanov O.A., Litvak A.G. Nonequilibrium plasma produced by microwave nanosecond radiation // IEEE Trans. Plasma Sci. 1996. V. 24. № 2. P. 460–477.
Гуревич А.В., Литвак А.Г., Вихарев А.Л., Иванов О.А., Борисов Н.Д., Сергейчев К.Ф. Искусственная ионизованная область как источник озона в стратосфере // УФН. 2000. Т. 170. № 11. С. 1181–1202.
Solovyev A.A., Terekhin V.A., Tikhonchuk V.T., Altgil-bers L.L. Electron kinetic effects in atmosphere breakdown by an intense electromagnetic pulse // Phys. Rev. E. 1999. V. 60. № 6. P. 7360–7368.
Golubev A.I., Sysoeva T.G., Terekhin V.A., Tikhonchuk V.T., Altgilbers L.L. Kinetic model of the propagation of intense subnanosecond electromagnetic pulse through the lower atmosphere // IEEE Transactions on Plasma Science. 2000. V. 28. № 1. P. 303–311.
Pusateri E.N., Morris H.E., Nelson E., Ji W. Comparison of equilibrium ohmic and nonequilibrium swarm models for monitoring conduction electron evolution in high-altitude EMP calculations. J. Geophys. Res.: Atmospheres. 2016. V. 121. Issue 20. P. 11,884–11,899.
Gombosi T.I., Baker D.N., Balogh A., Erickson P.J., Huba J.D., Lanzerotii L.J. Anthropogenic space weather // Space Science Reviews. 2017. V. 212. Issue 3–4. P. 985–1039.
Rodger C.J., Cho M., Clilverd M.A., Rycroft M.J. Lower ionospheric modification by lightning-EMP: Simulation of the night ionosphere over the United States // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28. № 2. P. 199–202.
Carlile R., Cavalli A., Cramer W., Hyde R., Seidler W. Absorption of energy from a large amplitude electromagnetic pulse by a collisionless plasma // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1979. V. 27. №5. P. 596–603.
Gushchin M.E., Korobkov S.V., Strikovskiy A.V., Aidakina N.A., Zudin I.Yu., Terekhin V.A., Terekhin A.V., Soldatov A.V., Belov A.S. Transformation of an ultra-wideband electromagnetic pulse in the process of its propagation through a large laboratory plasma // AIP Advances. 2019. V. 9. № 12. P. 125051-1–125051-6.
Айдакина Н.А., Галка А.Г., Гундорин В.И., Гущин М.Е., Зудин И.Ю., Коробков С.В., Костров А.В., Лоскутов К.Н., Могилевский М.М., Привер С.Э., Стриковский А.В., Чугунин Д.В., Янин Д.В. Моделирование физических явлений в ионосфере и магнитосфере Земли на крупномасштабном плазменном стенде “Крот”: некоторые результаты и перспективы // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. № 3. С. 331–342.
Гойхман М.Б., Громов А.В., Гундорин В.И., Гущин М.Е., Зудин И.Ю., Корнишин С.Ю., Коробков С.В., Котов А.В., Кузин А.В., Лоскутов К.Н., Палицин А.В., Стриковский А.В., Мареев Е.А. Идея и практическая реализация “гигантской” коаксиальной линии с плазменным заполнением для моделирования эффектов взаимодействия электромагнитных импульсов с частично ионизированной газовой средой // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 503. С. 3–7.
Евтушенко А.А., Гущин М.Е., Коробков С.В., Стриковский А.В., Мареев Е.А. Моделирование высотных разрядов на большой плазменной установке // Геомагнетизм и аэрономия. 2020. Т. 60. № 3. С. 365–374.
Itikawa Y. Cross sections for electron collisions with nitrogen molecules // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2006. V. 35. № 1. P. 31–53.
Альвен Г., Фельтхаммар К. Космическая электродинамика. Основные принципы. М.: Мир, 1967. 260 c.