Динамика развития ионизационных фронтов и распределения плотности основных параметров плазмы в наносекундном разряде с протяженным полым катодом в аргоне

На основе экспериментальных исследований и численного моделирования установлена динамика формирования и развития фронта волны ионизации наносекундного разряда с полым катодом при различных профилях полости катода. Рассчитаны распределения потенциала электрического поля, плотности заряженных частиц, плотности возбужденных атомов в разрядном промежутке и внутри полости катода для электродных систем с катодом с полукруглой или прямоугольной полостью. Показано, что при достижении определенного значения концентрации электронов у поверхности анода формируются волны ионизации и, распространяясь к катоду со скоростью $10^7$ см/с, перекрывают разрядный промежуток. Рассчитано распределение плотности и средней энергии электронов по центру разрядного промежутка. Установлено, что распределение плотности заряженных частиц в промежутке и структура разряда существенно зависят от геометрии поверхности катода. Показано, что катод с прямоугольной полостью позволяет получить однородный плоский плазменный столб по центру промежутка с более высокой концентрацией заряженных частиц. Проведено сравнение результатов эксперимента и численного моделирования, показано, что они качественно согласуются между собой.