Электрический пробой в неоднородно нагретых газах и верхняя температурная граница применимости закона Пашена

Экспериментально исследован электрический пробой неоднородно нагреваемых газоразрядных промежутков с однородным электрическим полем при температурах $1200$–$3600$ K. Установлено влияние термоэлектронной эмиссии из катода на параметры пробоя, которое начинает проявляться при критической плотности эмиссионного тока $J_{\text{к}}\sim10^{-8}$ А/см$^2$, достигаемой в случае используемого в опытах вольфрамового катода при температуре $T_{\text{к}}\sim1700$ K. Повышение температуры катода до $\sim2200$ K приводит к уменьшению пробивных напряжений $U_{\text{пр}}$ за счет термоэмиссии более чем на порядок. При нагреве анода с повышением температуры вплоть до $3600$ K не происходит уменьшения пробивных напряжений ниже значений, определяемых плотностью газа. В этом случае снижение величины $U_{\text{пр}}$ обусловлено только изменением распределения плотности газа по длине промежутка и происходит в соответствии с обобщенным законом подобия. Расчетным путем показано существование критической температуры $T_T$, при превышении которой следует ожидать резкого снижения пробивных напряжений, обусловленного термической ионизацией газа. Значение $T_T$ зависит от конфигурации теплового поля между электродами и рода газа. В тепловых полях, характерных для экспериментальных условий данной работы, связанных с нагревом одного из электродов, значение критической температуры для ксенона составляет $\sim4700$ K. Исследования проводились в аргоне, криптоне и ксеноне.