Оптические исследования многокомпонентной плазмы капиллярного разряда. Дозвуковой режим истечения

Представлены результаты спектроскопических исследований плазмы импульсного разряда в капилляре с аблирующей стенкой, выполненной из углеродсодержащего полимера, при энергии импульса $50$–$150$ Дж, токе $50$–$120$ А и длительности разрядного импульса 9 мс. Система синхронизованной видеорегистрации и скоростной спектральной диагностики позволяет исследовать пространственно-временнýю эволюцию структуры и параметров плазмы как в объеме капилляра (диаметр – $1$–$2$ мм, глубина – $3$–$5$ мм), так и в дозвуковой плазменной струе. С использованием 2D-матричных спектров высокого разрешения, содержащих линии $\rm H_{\alpha}$, $\rm H_{\beta}$, молекулярные полосы $\rm CN$, Свана и линии $\rm CuI$, получены пространственно-временные распределения концентрации электронов и температуры плазмы в капилляре и дозвуковой плазменной струе. Выявлены особенности пространственного распределения концентрации электронов и интенсивности спектральных компонент в двух названных зонах, обусловленные, в частности, достижением в горячей центральной зоне электронной температуры, превышающей нормальную температуру (для $\rm H_{\beta}$ она составляет $16500$ K). Проанализировано термодинамическое состояние “горячего” ядра разряда, показана возможность его представления как сильноионизованной плазмы водорода атмосферного давления.