RU150168U1

RU150168U1 - PLASMA SOURCE OF LIGHT RADIATION ON THE BASIS OF MAGNETICALLY DISCHARGED

Info

Publication number: RU150168U1
Application number: RU2014139560/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Геннадьевич Бедрин; Валентин Михайлович Громовенко; Иван Сергеевич Миронов; Лариса Федоровна Миронова
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2015-02-10

Abstract

Плазменный источник светового излучения на основе магнитоприжатого разряда, включающий источник питания в виде тиристорного выпрямителя, формирователь излучающей плазмы из узла создания прижимающего магнитного поля из магнита с сердечником и разрядного узла, выполненного в виде установленого в зазоре сердечника магнита лотка из диэлектрического материала с плоским дном, в открытых торцах которого расположены электроды, выполненные из графита, соединенные между собой инициатором разряда, при этом инициатор разряда снабжен автономным емкостным источником питания, а между положительными выводами тиристорного выпрямителя и емкостного источника питания включен развязывающий диод, отличающийся тем, что магнит выполнен в виде постоянного магнита из по крайней мере одной пары изготовленных из композитного материала Nd - Fe - В пластин, намагниченных в направлении, перпендикулярном наибольшей поверхности, с величиной остаточной намагниченности не менее 1.4 Тл, при этом пластины размещены разноименными полюсами друг к другу, а длина и ширина пластин равна длине и ширине боковых стенок лотка.A plasma source of light radiation based on a magnetically pressed discharge, including a power source in the form of a thyristor rectifier, a shaper of the emitting plasma from a node for creating a pressing magnetic field from a magnet with a core and a discharge node made in the form of a tray made of a dielectric material with a flat bottom installed in the core of the magnet core, in the open ends of which are electrodes made of graphite, interconnected by a discharge initiator, while the discharge initiator is equipped with autonomous a capacitive power source, and between the positive terminals of the thyristor rectifier and a capacitive power source an isolation diode is included, characterized in that the magnet is made in the form of a permanent magnet from at least one pair made of composite material Nd - Fe - B plates magnetized in the direction perpendicular to the largest surface, with a residual magnetization of at least 1.4 T, while the plates are placed opposite poles to each other, and the length and width of the plates is equal to the length and width of the side s tray walls.

Description

Полезная модель относится к плазменной технике, в частности, к способам и устройствам с управляемой плазмой, и может быть использована для решения широкого круга технических задач в фотохимии, осветительной технике, световых технологиях обработки и испытаний материалов и др.The utility model relates to plasma technology, in particular, to methods and devices with controlled plasma, and can be used to solve a wide range of technical problems in photochemistry, lighting technology, lighting technologies for processing and testing materials, etc.

Плазменные излучатели, созданные по принципу разрядов с испаряемой стенкой, могут работать как в импульсном, так и в длительном квазинепрерывном режиме. К числу таких разрядов относится магнитоприжатый разряд (МПР), прижатый магнитным полем к ограничивающей непроводящей стенке [1]. Перечислим особенности этого разряда:Plasma emitters, created by the principle of discharges with an evaporated wall, can operate both in a pulsed and in a long quasi-continuous mode. Such discharges include a magnetically pressed discharge (MPD), pressed by a magnetic field to a bounding non-conducting wall [1]. We list the features of this category:

- благодаря наложению магнитного поля разряд может существовать в различных конфигурациях, в том числе и в плоской, что позволяет реализовать оптимальное соотношение объема плазмы и площади ее излучающей поверхности;- due to the application of a magnetic field, a discharge can exist in various configurations, including a flat one, which allows one to realize the optimal ratio of the plasma volume and the area of its radiating surface;

- в отличие от нестабилизированных дуговых разрядов МПР обладает возрастающей вольт - амперной характеристикой, что обеспечивает эффективное энерговыделение в плазменной нагрузке.- unlike unstabilized arc discharges, the MPR has an increasing volt - ampere characteristic, which ensures efficient energy release in the plasma load.

- в отличие от разрядов в полностью замкнутых объемах (газоразрядные лампы) в МПР отсутствует ограничение на вводимую энергию, обусловленное пределом механической прочности стенок разрядного канала;- unlike discharges in completely enclosed volumes (gas discharge lamps), there is no restriction on the input energy in the MPR due to the limit of the mechanical strength of the walls of the discharge channel;

- длительность свечения и площадь излучающей поверхности ограничиваются только возможностями энергопитания;- the duration of the glow and the area of the radiating surface are limited only by the power supply;

- разряд может существовать в любых газах и в вакууме с плазмообразующей подложкой из любого непроводящего материала, что дает возможность менять спектральный состав излучения.- the discharge can exist in any gases and in vacuum with a plasma-forming substrate of any non-conductive material, which makes it possible to change the spectral composition of the radiation.

Известно устройство для получения светового излучения на основе МПР [Калачников Е.В., Миронов И.С., Роговцев П.Н. и др. Исследование динамики излучения сильноточного магнитоприжатого разряда. ТВТ. 1986. Т. 2. №5, С. 837.], включающее источник питания в виде высоковольтного емкостного накопителя, размещенный в корпусе и укрепленный на нем формирователь излучающей плазмы из разрядного узла и магнитной катушки, последовательно включенной в цепь питания разрядного узла, при этом разрядный узел выполнен в виде лотка из диэлектрического материала, дно и стенки лотка покрыты плазмообразующим материалом, в открытых торцах лотка расположены металлические электроды, между которыми размещен инициатор разряда в виде полоски алюминиевой фольги, а магнитная катушка выполнена в виде плоских широких шин, проходящих под дном лотка и соединенных между собой и разрядным каналом так, что ток в шинах и в разрядном канале протекает в одном направлении, причем межэлектродный промежуток разрядного канала является частью витка магнитной катушки. Пондеромоторная сила, прижимающая разрядный канал ко дну лотка, оказывается пропорциональной величине тока разряда I во второй степени. На переднем фронте импульса разрядного тока величина пондеромоторной силы оказывается недостаточной для сдерживания расширения плазменного канала под действием высокого газового давления, возникающего в плазме при инициировании разряда. Расширение канала разряда приводит к уменьшению объемной плотности вводимой в разряд электрической энергии и уменьшению мощности излучения. То же происходит на спаде тока. Магнитная система в виде трехвитковой катушки, используемая в этой конструкции излучателя, создает в лотке магнитное поле с требуемыми значениями индукции (~2,5 Тл) только при очень больших значениях тока, протекающего через нее (~2·10⁵ А). Такая катушка не позволяет увеличить индукцию прижимающего поля за счет увеличения числа витков, так как каждый дополнительный виток будет располагаться на большем удалении от канала разряда и давать все меньший вклад в суммарную величину индукции магнитного поля. Плазменный источник излучения такой конструкции является эффективным излучателем лишь в области максимума разрядного тока, когда магнитное и газовое давление в плазме выравниваются, и происходит стабилизация разряда.A device for producing light radiation based on MPR [Kalachnikov EV, Mironov IS, Rogovtsev PN et al. Study of the dynamics of radiation of a high-current magnetically pressed discharge. TVT. 1986. T. 2. No. 5, P. 837.], including a power source in the form of a high-voltage capacitive storage, placed in the housing and mounted on it a shaper of emitting plasma from the discharge node and the magnetic coil, sequentially connected to the power supply circuit of the discharge node, when In this case, the discharge unit is made in the form of a tray made of dielectric material, the bottom and walls of the tray are covered with plasma-forming material, metal electrodes are located in the open ends of the tray, between which a discharge initiator is placed in the form of a strip of aluminum foil, and m The agitating coil is made in the form of flat wide tires passing under the bottom of the tray and connected between themselves and the discharge channel so that the current in the tires and in the discharge channel flows in one direction, and the interelectrode gap of the discharge channel is part of the coil of the magnetic coil. The ponderomotive force pressing the discharge channel to the bottom of the tray is proportional to the value of the discharge current I to the second degree. At the leading edge of the discharge current pulse, the ponderomotive force is insufficient to inhibit the expansion of the plasma channel under the action of high gas pressure arising in the plasma upon discharge initiation. The expansion of the discharge channel leads to a decrease in the bulk density of the electric energy introduced into the discharge and a decrease in the radiation power. The same thing happens in the current drop. The magnetic system in the form of a three-turn coil used in this design of the emitter creates a magnetic field in the tray with the required values of induction (~ 2.5 T) only at very high values of the current flowing through it (~ 2 · 10 ⁵ A). Such a coil does not allow increasing the induction of the pressing field due to an increase in the number of turns, since each additional turn will be located at a greater distance from the discharge channel and will make an ever smaller contribution to the total value of the magnetic field induction. A plasma source of radiation of this design is an effective emitter only in the region of the maximum discharge current, when the magnetic and gas pressures in the plasma are equalized, and the discharge is stabilized.

Известно устройство получения светового излучения на основе МПР [Пат. РФ №2370002, МПК H05H 1/50, приор. 20.10.2008 г.], выбранное нами в качестве прототипа, включающее в себя источник питания в виде тиристорного выпрямителя, формирователь излучающей плазмы из разрядного узла и узла создания прижимающего магнитного поля, разрядный узел выполнен в виде лотка из диэлектрического материала, в открытых торцах которого расположены электроды, соединенные между собой инициатором разряда, источник питания разрядного узла выполнен в виде выпрямителя, узел создания прижимающего магнитного поля - в виде электромагнита с сердечником, обмотка которого соединена с отдельным источником питания в виде выпрямителя, лоток установлен в зазоре сердечника электромагнита, покрытие лотка выбрано из термостойкого материала, а электроды выполнены из графита, при этом инициатор разряда снабжен автономным емкостным источником питания.A device for producing light radiation based on MPR [Pat. RF №2370002, IPC H05H 1/50, prior. October 20, 2008], which we selected as a prototype, including a power source in the form of a thyristor rectifier, a shaper of the emitting plasma from the discharge unit and the unit for creating the pressing magnetic field, the discharge unit is made in the form of a tray of dielectric material, in the open ends of which electrodes are located, interconnected by the initiator of the discharge, the power source of the discharge unit is made in the form of a rectifier, the unit for creating a pressing magnetic field is in the form of an electromagnet with a core, the winding of which is inena with a separate power source in the form of a rectifier, the tray is mounted in the gap of the electromagnet core, pan coating is selected from heat-resistant material, and the electrodes are made of graphite, wherein the initiator is provided with an autonomous capacitive discharge power supply.

Такой излучатель может быть использован только в стационарных стендовых условиях, поскольку его работа обеспечивается тремя независимыми источниками питания: тиристорным выпрямителем питания основного разряда, выпрямителем для питания обмоток электромагнита и емкостным источником питания инициатора разряда. Кроме того, электромагнит, создающий прижимающее магнитное поле, имеет большие габариты и вес свыше 200 кг. Эти особенности и сложная схема управления работой плазменного излучателя, обеспечивающая синхронный запуск всех блоков питания, затрудняет использовать этот плазменный излучатель, например, в составе мобильного светоиспытательного комплекса в полевых условиях.Such an emitter can be used only in stationary bench conditions, since its operation is provided by three independent power sources: a thyristor rectifier for power supply of the main discharge, a rectifier for powering the electromagnet windings and a capacitive power source for the discharge initiator. In addition, the electromagnet that creates the pressing magnetic field has large dimensions and weight over 200 kg. These features and the complex control circuit of the plasma emitter, which provides simultaneous start-up of all power supplies, makes it difficult to use this plasma emitter, for example, as part of a mobile light-testing complex in the field.

Заявленная нами полезная модель позволяет создать малогабаритный высокоэффективный плазменный источник излучения при относительно малых токах разряда с длительным, порядка единиц секунд, режимом излучения, с возможностью управления в широком диапазоне параметрами источника излучения, такими как спектральный состав, энергетическая светимость, энергия излучения. Устройство пригодно для использования в составе мобильных технологических комплексов в полевых условиях.The utility model that we claimed allows us to create a small-sized, highly efficient plasma radiation source at relatively low discharge currents with a long, of the order of a few seconds, radiation regime, with the possibility of controlling a wide range of radiation source parameters, such as spectral composition, energy luminosity, and radiation energy. The device is suitable for use as part of mobile technological complexes in the field.

Такой технический эффект достигнут нами, когда в плазменном источнике светового излучения на основе магнитоприжатого разряда, включающем источник питания в виде тиристорного выпрямителя, формирователь излучающей плазмы из узла создания прижимающего магнитного поля из магнита с сердечником и разрядного узла, выполненного в виде установленого в зазоре сердечника магнита лотка из диэлектрического материала с плоским дном, в открытых торцах которого расположены электроды, выполненные из графита, соединенные между собой инициатором разряда, при этом инициатор разряда снабжен автономным емкостным источником питания, а между положительными выводами тиристорного выпрямителя и емкостного источника питания включен развязывающий диод, новым является то, что магнит выполнен в виде постоянного магнита из по крайней мере одной пары изготовленных из композитного материала Nd - Fe - B пластин, намагниченных в направлении, перпендикулярном наибольшей поверхности, с величиной остаточной намагниченности не менее 1.4 Тл, при этом пластины размещены разноименными полюсами друг к другу, а длина и ширина пластин равна длине и ширине боковых стенок лотка.We have achieved such a technical effect when in a plasma light source based on a magnetically pressed discharge, including a power source in the form of a thyristor rectifier, an emitting plasma shaper from a node for creating a pressing magnetic field from a magnet with a core and a discharge node made in the form of a magnet core installed in the gap a tray of dielectric material with a flat bottom, in the open ends of which are electrodes made of graphite, interconnected by an initiator poison, while the discharge initiator is equipped with an autonomous capacitive power source, and an isolation diode is connected between the positive terminals of the thyristor rectifier and the capacitive power source, the new thing is that the magnet is made in the form of a permanent magnet from at least one pair made of composite Nd - Fe material - B plates magnetized in the direction perpendicular to the largest surface, with a residual magnetization of at least 1.4 T, while the plates are placed opposite poles to each other, and the length and width of the plates is equal to the length and width of the side walls of the tray.

Подходы к решению задачи создания прижимающего магнитного поля известны.Approaches to solving the problem of creating a pressing magnetic field are known.

Подходы к инициированию разряда с помощью емкостного накопителя известны.Capacitive discharge initiation approaches are known.

На фиг. 1 показана электрическая схема заявленного устройства, где источник 1 питания излучателя, емкостной накопитель 2 инициирования разряда, формирователь 3 разряда, развязывающий диод 4, инициатор разряда 5.In FIG. 1 shows the electrical circuit of the claimed device, where the source 1 of the emitter power, capacitive storage 2 of the initiation of the discharge, the former 3 of the discharge, the decoupling diode 4, the initiator of the discharge 5.

На фиг. 2 приведена конструкция плазменного излучателя, где сердечник 6 электромагнита, постоянные магниты 7, лоток 8, электроды 9, токоподводы 10 основного разряда.In FIG. 2 shows the design of a plasma emitter, where the core 6 of the electromagnet, permanent magnets 7, tray 8, electrodes 9, current leads 10 of the main discharge.

На фиг. 3 приведены кадры киносъемки плазменного канала, снятые через ослабляющие нейтральные светофильтры.In FIG. Figure 3 shows the filming of a plasma channel shot through attenuating neutral filters.

Работа заявленной полезной модели рассмотрена на примере устройства, описанного в примере конкретного исполнения (см. фиг. 1, 2).The operation of the claimed utility model is considered on the example of the device described in the example of a specific implementation (see Fig. 1, 2).

Устройство работает следующим образом. Плазменный излучатель с возможностью регулирования параметров излучения создается при использовании МПР. В качестве узла, создающего прижимающее магнитное поле, нами выбран постоянный магнит, состоящий из сердечника 6 и пары пластин 7 постоянных магнитов. В зазоре сердечника без использования дополнительного источника питания при уменьшенных габаритах сердечника создается пространственно однородное магнитное поле с необходимой индукцией. Благодаря использованию однородного магнитного поля при прочих равных условиях удается сформировать плазменный слой с максимально возможной оптической толщиной и мощностью излучения. Полярность подключения тиристорного выпрямителя 1 к электродам 9 основного разряда выбрана так, что возникающее в зазоре сердечника магнитное поле

создавало бы пондеромоторную силу

, направленную так, чтобы канал разряда прижимался к дну лотка.The device operates as follows. A plasma emitter with the ability to control radiation parameters is created using MPR. As a node that creates a pressing magnetic field, we have chosen a permanent magnet consisting of a core 6 and a pair of plates 7 of permanent magnets. A spatially uniform magnetic field with the necessary induction is created in the core gap without using an additional power source with reduced dimensions of the core. Due to the use of a uniform magnetic field, ceteris paribus, it is possible to form a plasma layer with the maximum possible optical thickness and radiation power. The polarity of the connection of the thyristor rectifier 1 to the electrodes 9 of the main discharge is chosen so that the magnetic field arising in the core gap

would create a ponderomotive force

directed so that the discharge channel is pressed to the bottom of the tray.

Разрядный узел 3, выполненный в виде диэлектрического лотка 8 с открытыми торцами, помещают в зазор сердечника 6 постоянного магнита. В открытых торцах лотка размещаются электроды 9. Выводы 10 электродов подключаются к мощному тиристорному выпрямителю 1. Благодаря этому возникает возможность пропускания через разрядный канал тока большой величины при относительно низком, характерном для дуговых разрядов, напряжении в течение длительного времени. Электроды 9 соединяются между собой узкой полоской алюминиевой фольги, служащей инициатором 5 разряда. К электродам 9 подключается автономный блок питания 2 инициатора разряда, выполненный в виде высоковольтного емкостного накопителя небольшой емкости. Развязывающий диод 4 препятствует попаданию высокого напряжения емкостного накопителя на выход тиристорного выпрямителя.The discharge unit 3, made in the form of a dielectric tray 8 with open ends, is placed in the gap of the core 6 of the permanent magnet. Electrodes 9 are placed in the open ends of the tray. The terminals 10 of the electrodes are connected to a powerful thyristor rectifier 1. This makes it possible to transmit large amounts of current through the discharge channel at a relatively low voltage characteristic of arc discharges for a long time. The electrodes 9 are interconnected by a narrow strip of aluminum foil, which serves as the initiator of the 5th discharge. To the electrodes 9 is connected an autonomous power supply 2 of the initiator of the discharge, made in the form of a high-voltage capacitive storage of small capacity. The decoupling diode 4 prevents the high voltage of the capacitive storage device from reaching the output of the thyristor rectifier.

Рабочий цикл начинается с подачи на электроды 9 высокого напряжения от емкостного накопителя 2 и напряжения от тиристорного выпрямителя 1 основного разряда. Под действием тока разряда емкостного накопителя происходит электрический взрыв инициатора 5 разряда. Начальная стадия формирования плазменного канала разряда в лотке происходит в магнитном поле постоянного магнита. При этом разлет плазменного канала под действием высокого газового давления, образовавшегося при взрыве фольги, сдерживается магнитным полем, что повышает объемную плотность вводимой в разряд электрической энергии и мощность излучения. По образовавшемуся плазменному каналу протекает ток от тиристорного выпрямителя основного разряда. Под действием джоулева нагрева током тиристорного выпрямителя плазменный канал разогревается и прижимается магнитным полем ко дну лотка. Продукты возгонки материала дна и стенок лотка непрерывно поступают в канал разряда, разогреваются до плазменного состояния и формируют стационарно излучающий слой. Благодаря размещению лотка в зазоре сердечника постоянного магнита образуется устойчивая во времени и пространстве конфигурация плазменного излучателя (фиг. 3).The duty cycle begins by applying high voltage to the electrodes 9 from a capacitive storage 2 and voltage from a thyristor rectifier 1 of the main discharge. Under the action of the discharge current of the capacitive storage, an electric explosion of the initiator of the 5th discharge occurs. The initial stage of the formation of the plasma channel of the discharge in the tray occurs in the magnetic field of a permanent magnet. In this case, the expansion of the plasma channel under the action of high gas pressure generated during the explosion of the foil is restrained by the magnetic field, which increases the bulk density of the electric energy introduced into the discharge and the radiation power. A current from the thyristor rectifier of the main discharge flows through the formed plasma channel. Under the influence of Joule heating by the current of the thyristor rectifier, the plasma channel is heated and pressed by the magnetic field to the bottom of the tray. Sublimation products of the bottom material and the walls of the tray continuously enter the discharge channel, are heated to a plasma state and form a stationary emitting layer. Due to the placement of the tray in the gap of the core of the permanent magnet, a plasma emitter configuration is stable in time and space (Fig. 3).

Управление амплитудой и временной формой светового импульса осуществляют подачей на вход тиристорного выпрямителя управляющего напряжения соответствующей формы. Параметры управляющего напряжения зависят от схемы выпрямителя. Подходы к управлению тиристорными выпрямителями известны.The amplitude and time shape of the light pulse are controlled by applying a corresponding form of control voltage to the input of the thyristor rectifier. The control voltage parameters depend on the rectifier circuit. Thyristor rectifier control approaches are known.

Пример конкретного исполнения, (см. Фиг. 1, 2).An example of a specific implementation, (see Fig. 1, 2).

В нашей организации изготовлен макет квазинепрерывного плазменного излучателя для интенсивного облучения на основе магнитоприжатого разряда.In our organization, a model of a quasicontinuous plasma emitter for intense irradiation based on a magnetically pressed discharge was made.

Питание излучателя осуществляется от сетевого тиристорного агрегата КТЭУ-4000. Этот агрегат электрической мощностью W_эл=3 МВт обеспечивает на низкоомной нагрузке ток I≈5000 А, напряжение U≈600 В. Такая электрическая мощность при температуре плазмы T_пл=6000 К обеспечивает площадь излучающей поверхности МПР≈15 см².The emitter is powered from the KTEU-4000 network thyristor unit. This unit with an electric power of W _el = 3 MW provides a current of I≈5000 A and a voltage of U≈600 V at a low-impedance load. Such electric power at a plasma temperature T _PL = 6000 K provides an emitting surface area of MPR≈15 cm ² .

Линейная плотность тока, способная обеспечить T_пл=6000 К, I/b≈2,5÷3 кА/см (здесь b - ширина канала разряда) [2]. Следовательно, при питании МПР от сетевого тиристорного агрегата КТЭУ-4000 ширина канала разряда может быть b≈2 см и, соответственно, длина L≈8 см.A linear current density capable of providing T _PL = 6000 K, I / b≈2.5 ÷ 3 kA / cm (here b is the width of the discharge channel) [2]. Therefore, when supplying MPR from the KTEU-4000 network thyristor unit, the width of the discharge channel can be b≈2 cm and, accordingly, the length L≈8 cm.

Пластины постоянного магнита изготавливаются из композитного материала Nd - Fe - B, обладающего наибольшей остаточной намагниченностью и намагничиваются в направлении, перпендикулярном наибольшей поверхности. Для создания однородного магнитного поля во всем объеме разрядного канала размеры пластин выбираются равными размерам боковых стенок лотка. Пластины устанавливаются параллельно друг другу в сердечник разноименными полюсами внутрь зазора на расстоянии, равном ширине лотка. В качестве материала сердечника электромагнита выбрана обычная малоуглеродистая мягкая сталь. В зазоре постоянного магнита устанавливается лоток, изготовленный из фибры. Электроды изготовлены из графита. Электроды подключены к сетевому тиристорному агрегату КТЭУ-4000. Инициирование разряда осуществляется с помощью электрического взрыва полоски алюминиевой фольги шириной 5-7 мм, толщиной 10-20 мкм, замыкающей разрядный промежуток при подаче на электроды напряжения U=3 кВ от накопителя емкостью 1000 мкФ.Permanent magnet plates are made of a composite material Nd - Fe - B, which has the greatest residual magnetization and is magnetized in the direction perpendicular to the largest surface. To create a uniform magnetic field in the entire volume of the discharge channel, the sizes of the plates are chosen equal to the sizes of the side walls of the tray. The plates are installed parallel to each other in the core with opposite poles inside the gap at a distance equal to the width of the tray. As the material of the core of the electromagnet, ordinary mild steel is selected. A tray made of fiber is installed in the gap of the permanent magnet. The electrodes are made of graphite. The electrodes are connected to the KTEU-4000 network thyristor unit. The discharge is initiated using an electric explosion of a strip of aluminum foil 5-7 mm wide, 10-20 microns thick, closing the discharge gap when voltage U = 3 kV is applied to the electrodes from a drive with a capacity of 1000 microfarads.

Для проверки возможности формирования световых импульсов с заданной временной формой проведены испытания с профилированным импульсом разрядного тока длительностью 1 с. Отсутствие резких скачков напряжения на плазменном канале, его сопротивления и вкладываемой электрической мощности свидетельствует о полной стабилизации плазменного канала магнитным полем. Это подтверждается и кадрами киносъемки плазменного канала, приведенными на фиг. 3.To test the possibility of generating light pulses with a given temporal shape, tests were carried out with a profiled discharge current pulse of 1 s duration. The absence of sharp surges in the voltage on the plasma channel, its resistance, and the input electric power indicates the complete stabilization of the plasma channel by the magnetic field. This is also confirmed by the plasma channel filming frames shown in FIG. 3.

Энергетическая светимость плазменного излучателя в этом режиме достигает 3500 Вт/см², яркость - 560 Вт/см²стер, мощность излучения со всей поверхности - 31500 Вт, лучистый поток - 5000 Вт/стер. За весь импульс разряд излучает 15000 Дж.The energy luminosity of the plasma emitter in this mode reaches 3500 W / cm ² , the brightness is 560 W / cm ² sr, the radiation power from the entire surface is 31500 W, the radiant flux is 5000 W / sr. Over the entire pulse, the discharge emits 15,000 J.

Проведенные испытания магнитоприжатого разряда с магнитной системой в виде постоянных магнитов с сердечником показали, что разряд является эффективным излучателем, способным работать в квазинепрерывном режиме с длительностью свечения в единицы секунд. Временная форма импульса излучения разряда определяется вкладываемой электрической мощностью и задается формой сигнала управления на входе тиристорного регулятора. Мощность излучения плазменного источника превышает 30 кВт.The tests of a magnetically pressed discharge with a magnetic system in the form of permanent magnets with a core showed that the discharge is an efficient emitter capable of operating in quasi-continuous mode with a glow duration of several seconds. The temporal shape of the discharge radiation pulse is determined by the inputted electric power and is determined by the shape of the control signal at the input of the thyristor controller. The radiation power of a plasma source exceeds 30 kW.

Литература:Literature:

1. Горшкова Л.Д., Горшков В.А., Подмошенский И.В. Получение плазмы в разряде, прижатом к стенке магнитным полем. ТВТ. 1968. Т. 6. С. 1130-1132.1. Gorshkova L.D., Gorshkov V.A., Podmoshensky I.V. Plasma production in a discharge pressed against the wall by a magnetic field. TVT. 1968.V. 6.P. 1130-1132.

2. Горшкова Л.Д., Миронов И.С., Подмошенский И.В. Электрические характеристики и баланс энергии Н-прижатого разряда. ТВТ. Т. 16. №6. С. 1130-1133.2. Gorshkova L.D., Mironov I.S., Podmoshensky I.V. Electrical characteristics and energy balance of the N-pressed discharge. TVT. T. 16. No. 6. S. 1130-1133.

Claims

A plasma source of light radiation based on a magnetically pressed discharge, including a power source in the form of a thyristor rectifier, a shaper of the emitting plasma from a node for creating a pressing magnetic field from a magnet with a core and a discharge node made in the form of a tray made of a dielectric material with a flat bottom installed in the core of the magnet core, in the open ends of which are electrodes made of graphite, interconnected by a discharge initiator, while the discharge initiator is equipped with autonomous a capacitive power source, and between the positive terminals of the thyristor rectifier and a capacitive power source an isolation diode is included, characterized in that the magnet is made in the form of a permanent magnet from at least one pair made of composite material Nd - Fe - B plates magnetized in the direction perpendicular to the largest surface, with a residual magnetization of at least 1.4 T, while the plates are placed opposite poles to each other, and the length and width of the plates is equal to the length and width of the side s tray walls.