Электрическое поле ударная ионизация

Ударная ионизация. В сильном электрическом поле ( [c.256]

Коронный разряд возникает из тихого разряда при более высокой напряженности электрического поля в случае неоднородного электрического поля, вблизи электрода с малым радиусом кривизны возникает корона. В короне происходит ударная ионизация газа, отсутствующая в области разряда вне короны. [c.266]

Вследствие указанной неоднородности поля ударная ионизация, а значит и электрический разряд могут возникнуть у по- [c.34]

Вследствие указанной неоднородности поля ударная ионизация, а затем и электрический разряд могут возникнуть у поверхности провода, когда напряженность поля в этой области достаточно высока, но не распространяется до другого электрода. По мере удаления от провода напряженность поля умень- [c.24]

Теория ударной ионизации рассматривает условия, приводящие к существенному увеличению концентрации электронов в зоне проводимости диэлектрика. Сам акт ударной ионизации обычно представляют следующим образом. Электрон, находящийся в зоне проводимости, получает за единицу времени некоторую энергию А от электрического поля, а, с другой стороны, тратит энергию В на столкновения с колебаниями решетки (энергия В передается диэлектрику в виде теплоты). Если обеспечены условия, при которых А> В, то электрон, разгоняясь в электрическом поле, непрерывно увеличивает свою энергию относительно дна зоны проводимости. Как только АЕ становится больше энергии ионизации /, равной ширине запрещенной зоны, то этот электрон с некоторой вероятностью может передать энергию / другому электрону, относящемуся к валентной (заполненной) зоне, переводя его при этом в зону [c.25]

На рис. 66 показано также примерное расположение линий электрического поля густота этих линий, а следовательно, и напряженность поля намного больше у провода, чем у пластины или стенки трубы. Вследствие указанной неоднородности поля ударная ионизация, а затем и электрический разряд могут возникнуть у поверхности провода, когда напряженность поля в этой области достаточно высока, но не распространяется до другого электрода. По мере удаления от провода напряженность поля уменьшается, и скорость движения электронов в газе становится уже недостаточной для поддержания лавинообразного процесса образования новых ионов. [c.132]

Методы возбуждения полупроводников могут быть различными [13, 14]. Например, для подкачки могут быть использованы импульсы электрического поля. В этом случае за счет ударной ионизации валентной зоны (эффект Зинера) образуются неравновесные электроны в зоне проводимости и неравновесные дырки в валентной зоне. Крайне важно, чтобы эти неравновесные носители тока не рекомбинировали достаточно быстро. В другом, применяемом на практике методе возбуждения полупроводника используют инжекцию (см. гл. IX, 3) неравновесных носителей тока через р—п-переход вырожденных полупроводников. К образцу, составленному из полупроводников с акцепторными и донорными примесями, прикладывается внешнее напряжение (прямое смещение), заставляющее электроны переходить из р- в п-область. В области р—п-перехода идет рекомбинация электронов и дырок с выделением фотонов, частота которых со е /й. [c.523]

При достаточно большом напряжении, приложенном к межэлектродному промежутку, у поверхности коронирующего электрода происходит интенсивная ударная ионизация газа, сопровождающаяся возникновением коронного разряда (короны), который на весь межэлектродный промежуток не распространяется и затухает по мере уменьшения напряженности электрического поля в направлении осадительного электрода. [c.198]

Действительно, из-за резкой неоднородности электрического поля вдоль направления г (см. рис. 6.2.6) коэффициент ударной ионизации а оказывается отличным от нуля лишь в очень малом объеме, прилегающем к нити (радиусом в несколько диаметров нити). Следо- [c.81]

При увеличении разности потенциалов плотность тока растет, и при некоторой определенной разности потенциалов возникает особая форма тихого разряда, называемая коронным разрядом. Коронный разряд особенно легко возникает в случае неоднородного электрического поля, например, обусловленного большой кривизной поверхности одного (или обоих) электродов. В этом случае в области максимальной неоднородности поля, т. е. вблизи электрода с малым радиусом кривизны, наблюдается светящийся слой, называемый коронирующим слоем, или короной. В короне происходит ударная ионизация газа, обусловливающая самостоятельный характер коронного разряда и отсутствующая. о области разряда, расположенной вне короны (внешняя область коронного [c.438]

Электрический пробой газов переводит среду из состояния диэлектрика в состояние проводимости. Пробой является следствием процессов ионизации, происходящих в газе, и всегда начинается с ударной ионизации ( выбивания из атома или молекулы газа одного из электронов в результате столкновения атома или молекулы с заряженной частицей, ускоренной электрическим полем). Для начала ударной ионизации необходимо, чтобы кинетическая энергия заряженных частиц (электронов или ионов), разгоняемых электрическим полем, стала больше энергии ионизации [194] [c.119]

При достаточной напряженности электрического поля свободные электроны, двигающиеся от катода к аноду, сталкиваясь с атомами газа, производят ударную ионизацию, в результате которой образуются новые свободные заряды. Для завершения пробоя газа необходимо, чтобы лавинообразный процесс увеличения количества свободных зарядов в искровом промежутке привел к достаточной [c.119]

Это новое возрастание сначала (при напряжениях, не намного превышающих Пс) вызвано только процессом так называемой ударной ионизации, заключающимся в том, что первично образующиеся ионы приобретают в электрическом поле детектора энергию, достаточную для осуществления при соударениях новых актов ионизации атомов и молекул. Заметим, что ионы, образовавшиеся при ударной ионизации, в свою очередь могут вызвать ионизацию нейтральных атомов и молекул. При дальнейшем росте напряжения соударения ионов с молекулами начинают приводить не только к ионизации, но и к возбуждению молекул. Возбужденные молекулы, возвращаясь-в основное состояние, испускают кванты света. Энергия этих квантов достаточна, чтобы обусловить выход электронов с анода и катода в результате фотоэффекта. Электроны, вылетаю- [c.73]

При дальнейшем увеличении напряжения на счетчике величина импульса будет возрастать, так как в этом интервале напряжений электрон, образованный частицей, двигаясь в электрическом поле на пути своего свободного пробега, приобретает энергию, достаточную для ионизации ударом. Электроны, образовавшиеся в результате ударной ионизации, также ускоряются электрическим полем и ионизируют нейтральные молекулы. Происходит так называемый лавинный разряд, который прекращается, как только электроны и ионы достигнут электродов счетчика (несамостоятельный разряд). [c.87]

В цилиндре укреплены и соединены между собой шесть металлических игл 3, к которым подводится высокое напряжение. Интенсивность электрического поля на концах игл велика и вызывает ударную ионизацию воздуха. Если прекращается поступление газа в излучатель, реле давления 4 отключает высокое напряжение. [c.112]

Вновь образовавшиеся ионы также приходят в движение под воздействием поля, производя дальнейшую ионизацию газа. Такая ионизация газа называется ударной ионизацией или ионизацией толчком. Число образующихся при этом ионов и электронов возрастает лавинообразно, и, при дальнейшем усилении поля, ими заполняется все пространство между электродами, благодаря чему создаются условия для электрического разряда. [c.132]

Электроны в счетчике движутся к нити, а положительно заряженные ионы — к цилиндру. Вблизи нити напряженность электрического поля возрастает до таких значений, при которых происходит ударная ионизация и образуется довольно большое число электронов и положительных ионов. Электроны в течение очень короткого промежутка времени, порядка 10 " с, собираются на нить счетчика. За столь короткое время положительные ионы не могут сколько-нибудь заметным образом сдвинуться с места. Их поле экранирует поле нити, благодаря чему теряется возможность ударной ионизации. По мере удаления слоя положительных ионов от нити их экранирующее действие будет ослабевать и способность счетчика фиксировать появление ионов будет восстанавливаться. Промежуток времени, в течение которого импульс не может быть зарегистрирован, называют мертвым временем счетчика. Он имеет длительность примерно 10- с. [c.126]

При облучении счетчика ядерным излучением в его рабочем объеме возникает несколько пар ионов. Обычно счетчики заполняют газами, характеризуемыми весьма малыми коэффициентами прилипания электрона (за исключением специальных, так называемых галогенных счетчиков, см. ниже). Поэтому отрицательными ионами являются сами электроны. Под действием электрического поля положительные и отрицательные ионы (электроны) начинают двигаться к электродам соответствующих знаков. Напряженность поля особенно велика вблизи нити счетчика, поэтому именно на данном участке происходит ударная ионизация, в результате которой число ионоз и электронов сильно возрастает по сравнению с числом пар ионов, созданных первичной частицей. [c.52]

Вследствие весьма высокой подвижности электроны в течение сравнительно малого промежутка времени (—Ю сек) собираются на нити—аноде. За это время положительные ионы практически не успевают заметно продвинуться к катоду, и образованное ими электрическое поле экранирует поле, создаваемое нитью. Поэтому в дальнейшем ударная ионизация не происходит. Постепенно, по мере удаления положительных ионов от нити, их экранирующее действие ослабляется, а область, в которой возможна ударная ионизация, расширяется. В счетчике восстанавливаются условия, необходимые для образования последующего импульса, вызванного попаданием очередной ядерной частицы в чувствительный объем прибора. [c.52]

Таким образом, механизм газового усиления сводится к следующему. Электроны, образованные первичной частицей вблизи анода счетчика (где напряженность электрического поля максимальна), сильно ускоряются электрическим полем и производят ударную ионизацию нейтральных атомов и молекул газа. Этот процесс приобретает характер лавины (рис. 17). Все образованные [c.54]

При достаточной напряженности электрического поля свободные электроны, двигающиеся от катода к аноду, сталкиваясь с атомами газа, производят ударную ионизацию, в результате которой образуются новые свободные заряды. Для завершения пробоя газа необходимо, чтобы лавинообразный процесс увеличения количества свободных зарядов в искровом промежутке привел к достаточной плотности свободных зарядов. Это достигается тем, что освобожденные при ударной ионизации электроны под действием сил поля ускоряются и в свою очередь участвуют в ионизации. Количество свободных электронов, двигающихся по направлению к аноду, таким образом увеличивается, и возникает лавина электронов. [c.104]

Если расположить ряд заземленных игл перед объектом, заряженным статическим электричеством, то на них будет индуцироваться заряд противоположной полярности. Вследствие малого радиуса кривизны игл на остриях возникает высокая напряженность электрического поля. Под действием этого поля происходит ударная ионизация воздуха, которая обуславливает появление коронного разряда, обладающего значительной ионизирующей способностью. При этом около положительно заряженного острия образуются положительные ионы, а около отрицательного — отрицательные. Под действием электрического поля ионы, полярность которых противоположна знаку заряда на наэлектризованном объекте, перемещаются в сторону этого объекта и нейтрализуют его. [c.155]

В зависимости от конфигурации электродов, напряженности поля и других факторов разряды в газах могут принимать различные формы. Наиболее распространены и важны для очистки газов искровой, дуговой и особенно коронный разряды. Коронный разряд возникает только в неоднородном электрическом поле и носит незавершенный характер вследствие неоднородности поля начавшаяся у одного электрода ударная ионизация не распространяется до другого электрода. В зависимости от знака на проводе коронный разряд (или корона) может быть положительным или отрицательным. [c.329]

В последнее время начинает получать распространение газоразрядный ечетчик еще одного типа, работающий в области коронного разряда. Принцин его работы сводится к следующему. При определенных условиях (сравнительно высокое давление газа и сильная неоднородность электрического поля) в счетчике возникает так называемый коронный разряд. Он является разновид-иостью самостоятельного разряда для его возникновения действие вкешнегв ионизатора не обязательно. В цилиндрическом счетчике корона возникает вблизи центрального электрода в виде тонкого слоя светящегося газа (коронирующий слой). В этом слое происходит интенсивное образование лавин. Остальное пространство представляет собой внешнюю область короны, в которой ударная ионизация не происходит, а носителями тока являются положительные ионы. [c.46]

Под действием короны в газовом пространстве между электродами происходят следующие явления. В области, непосредственно примыкающей к коронирующему проводу, в результате ударной ионизации возникают ионы обоих знаков и свободные электроны. В электрическом поле положительные ионы начинают двигаться к коронирующему проводу (если корона отрицательная) и нейтрализуются на нем. Свободные электроны образуют с газовыми молекулами отрицательные ионы, которые перемещаются к положительному электроду и также нейтрализуются на нем. При этом в пространстве между электродами возникает электрический ток. [c.329]

В теории Чуенкова при определенных допущениях решено кинетическое уравнение для электронов проводимости в диэлектрике, учитывающее торможение электронов на колебаниях решетки, разгон их электрическим полем, ударную ионизацию и рекомбинацию электронов (т. е. переходы электронов из заполненной зоны в зону проводимости и обратно). Существенно при этом отметить, что, согласно Чуенкову, электроны, попадающие в зону проводимости после актов ударной ионизации, распределены по энергиям в некотором интервале со средним (медианным) значением энергии АЕ,/, (половина таких электронов имеет энергию АЕсАЕ,/ и половина A >A i/J. Величина Afi/2 возрастает с увеличением y. Следовательно, с увеличением S значения АЕц и АЕр сближаются и критерием пробоя может быть равенство [c.27]

В сильно неоднородных электрических полях ударная ионизация возникает не во всем объеме между электродами, а в местах наибольшей напряженности поля, т. е. в местах с малым радиусом кривизны поверхности хотя бы одного из электродов. Этот электрод называется коронирующим. Ворсинки, волокна, ныль, оседающие на электризующиеся элементы установок, а также корродированные металлические поверхности, выступающие части аппаратов создают условия для коронирования. Возникает коронный ток в форме импульсов длительностью порядка 10 сек. Появление коронного тока ведет к ограничению разности потенциалов элементов системы. В случае интенсификации процессов, сопровождающихся статической электризацией, возможно дальнейшее повышение разности потенциалов элементов системы, в результате этого появляются кистевые разряды [33, 36], протекающие в форме разветвленных светящихся каналов, или искровые разряды. [c.106]

Когда напряженность электрического поля достигает достаточно большой величины (например, для воздуха 16 кв/см), движупдаеся заряды приобретают такую скорость, что при столкновении с нейтральными молекулами выбивают внешний электрон (или электроны), вследствие него молекулы превращаются в ионы и свободные электроны. Этот многократно повторяющийся процесс приводит к лавинообразной — ударной ионизации газа. [c.120]

Теория электрического пробоя диэлектриков, развитая Фрели-хом, исходит из того, что в основе процесса лежит ударная ионизация электронами. Справедливость этого подтверждается сравнительно малым отличием электрической прочности весьма разных по-свойствам диэлектриков (в том числе аморфных и кристаллических полимеров). При значительном возрастании напряженности электрического поля ускоряемые им электроны передают избыточную-энергию связанным электронам, которые, интенсивно переходя в зону проводимости, взаимодействуют с атомами вещества, изменяя структуру твердого диэлектрика и вызывая развитие его электрического пробоя. Согласно теории электрического пробоя диэлектриков, напряженность поля, при которой происходит пробой, должна экспоненциально уменьшаться с повышением температуры диэлектрика [c.206]

Положительные ионы, образующиеся в счетчике, движутся гораздо медленнее электронов. Вокруг нити создается своеобразный чехол из положительных ионов. Этот чехол снижает напряженность электрического поля, и вблизи самой нити ударная ионизация электронами прекращается. По прошествии определенного времени (приблизительно 3 10 с) значительная часть положительных ионов отойдет от нити и приблизится к катоду. При столкновении положительных ионов с катодом могут выбиваться электроны. Таким образом, разряд, один раз возникнув, уже не может погаснуть. Между тем, для того, чтобы с помощью счетчика можно было проводить измерения, необходимо, чтобы одной частице, попавшей в счетчик, отвечал один разряд. Вот почему требуется гасить возникший в счетчике разряд. Гашение разряда достигается двумя способами. В несамогасящихся счетчиках в цепь включается большое сопротивление (порядка миллионов ом). Благодаря этому происходит падение напряжения и, как результат этого, снижение потенциала нити. Все это вызывает принудительное гашбние разряда. После гашения разряда потенциал нити восстанавливается, и счетчик снова приобретает возможность к образованию лавины. Все эти процессы происходят за очень короткое время — за несколько сотых долей секунды. Само собой разумеется, что число распадов в секунду, превосходящее 100, несамо-гасящиеся счетчики регистрировать не могут. [c.119]

Осаждение дисперсных твердых и жидких частиц в электрическом поле (электроосаждение) позволяет эффективно очистить газ от очень мелких частиц. Оно основано на ионизации молекул газа электрическим разрядом. Если газ, содержащий свободные заряды (электроны и ионы), поместить между двумя электродами, создающими постоянное электрическое поле, то свободные заряды начнут двигаться по силовым линиям поля. Скорость движения и кинетическая энергия будут определяться напряженностью электрического поля. При повышении разности потенциалов до нескольких десятков киловольт кинетическая энергия ионов и электронов становится достаточной для того, чтобы они сталкивались с нейтральными газовыми молекулами, расщепляли их на ионы и свободные электроны. Вновь образовавшиеся заряды при своем движении также ионизирзтот газ. В результате образование ионов происходит лавинообразно, газ полностью ионизируется. Такую ионизацию называют ударной. При этом возникают условия для электрического разряда. При дальнейшем увеличении напряженности электрического поля возможны электрический пробой и короткое замыкание электродов. Чтобы избежать этого, создают неоднородное электрическое поле один электрод делают в виде проволоки, а другой-в виде охватывающей ее трубы или расположенной рядом пластины (рис. 10-11). [c.226]

Весьма перспективны ионные насосы, которые в сочетании с насосами предварительного разрежения также могут обеспечить остаточное давление на уровне 13,6 мПа. Принцип действия ионного насоса можно представить по схеме, приведенной на рис. П1-21, б. Между двумя кольцевыми электродами, которыми снабжена стеклянная трубка, создается электрическое поле. Катод располагается в конце трубки, присоединяемом к насосу предварительного разрежения, анод —со стороны вакууми-руемого аппарата. После включения насоса предварительного разрежения между электродами трубки вследствие ударной ионизации электронами, ускоряемыми электрическим полем в направлении к аноду, возникают положительные ионы, которые движутся к катоду. Отдавая последнему свой заряд, ионы превращаются в нейтральные молекулы, продолжающие двигаться за катодом к насосу предварительного разрежения, которым они удаляются из системы. Благодаря этому в трубке поддерживается более низкое давление, чем в вакуумируемом аппарате. [c.176]

При увеличении напряжения, приложенного к диоду до пробивного, напряженность поля в зоне р-л-перехода достигает значения, когда начинается ударная ионизация. Чтобы электрический прибой не перешел в необратимый тепловой, ток диода должен быть ограничен. Параллельно ЛПД включен резонатор, показанный на рис. 4.3 в виде резонансного контура L , настроенный на частоту генерации. Если в резонаторе существуют хотя бы небольшие колебания (из-за тепловых флуктуаций, переходных процессов, наводок или др.), на р-п-переход диода Ду воздействуют постоянное и переменное СВЧ-напряжепия. В положительный полупериод напряжение на диоде возрастает, что приводит к лавинообразному увеличению тока диода. Вместе с тем развитие лавины требует определенного времени, обусловленного конечным временем пролета электронов и дырок. Поэтому появление максимального значения тока запаздывает относительно максимума напряжения. Толщину запорного слоя в лавинно-пролетном диоде, длину п области (пролетный промежуток) диода выбирают так, чтобы этот сдвиг во времени был приблизительно равен половине периода СВЧ-колебаний в резонаторе, поэтому электроны, двигаясь в пролетном пространстве, будут отдавать энергию во внешнюю цепь. Таким образом, ЛПД в динамическом режиме обладает отрицательным сопротивлением, будет компенсировать потери энергии и поддерживать СВЧ-колебания в резонатор. Энергия СВЧ-колебаний выводится из резонатора с помощью петли связи (взаимоиндуктивность Мс). Соединение резонатора с Д1 осуществляется через разделительный конденсатор Ср, преграждающий путь постоянному току. [c.112]

Для регистрации альфа-излучения лучше использовать пропорциональные 47г- и 2тг-счётчики, в которых препарат вносится внутрь детектора. В пропорциональных счётчиках также происходит ударная ионизация, однако напряжённость электрического поля меньше и разряд не распространяется на всю длину нити. Режим пропорциональности (амплитуда импульса пропорци- [c.105]

При солее высоких напряженностях электрического поля между электродами первичные ионы приобретают энергию, достаточную для осуществления ударной ионизации. Последняя начинается прежде всего в оСласти рабочего объема, где градиент электрического поля максимален. [c.53]

При дальнейшем увеличении напряжения и на счетчике ударная ионизация начинается все дальше и дальше от нити, так как напряженность электрического поля становится достаточно высокой уже в более широкой области вокруг анода. При этом роль облака положительных ионов, экранирующих нить, возрастает. Импульсы, вызываемые тяжелыми (сильно ионизирующими) ча-стицалм, усиливаются меньше, чем импульсы от слабо ионизирующих частиц. Другими словами, коэффициент усиления начинает зависеть не только от напряжения, но и от первичной ионизации. Эта область носит название области ограниченной пропорциональности. Для переходной области (от пропорциональной до гейгеровской) коэффициент газового усиления составляет 10 —10 . [c.55]