کتابخانه مرکزی
پایان نامه های سال 99: دینامیک موج یونیزان هدایت شونده (گلوله پلاسمایی) در برخورد با ماده هدف
دینامیک موج یونیزان هدایت شونده (گلوله پلاسمایی) در برخورد با ماده هدف​

چکیده


در این رساله پارامترهای دینامیکی و میدان الکتریکی یک گلوله‌ی پلاسمایی (موج یونیزان هدایت شده) در حضور گازهای اکسیژن، نیتروژن، دی‌اکسیدکربن و هوای خشک اندازه‌گیری و مورد مطالعه قرار می‌گیرد. دینامیک گلوله‌ی پلاسمایی تولید شده توسط یک جت پلاسمای هلیوم در فشار اتمسفر با فرکانس 30 کیلوهرتز از لحظه تولید در داخل لوله جت تا لحظه نابودی کامل در محیط گازی اطراف آن توسط یک دوربین فوق سریع (ICCD) ثبت و اندازه گیری شده‌است.

میدان الکتریکی گلوله‌های پلاسمایی در هنگام برخورد به سطح یک بلور دی‌الکتریک با روش پاکلز اندازه‌گیری شد. برای نخستین بار در دنیا تاثیر گازهای محیطی بر روی میدان الکتریکی، بار الکتریکی سطحی و نحوه گسترش تخلیه سطحی گلوله پلاسمایی توسط این روش مطالعه گردید. گلوله‌ی پلاسمایی با تاثیرپذیری از گازهای محیطی دارای سرعت، اندازه و طول انتشار متفاوتی در هر کدام از گازهای محیطی می‌باشد. سرعت گلوله پلاسمایی در اکسیژن و هوای خشک بیشتر از نیتروژن می‌باشد و تا حدود 18 کیلومتر برثانیه نیز می‌رسد. بیشترین طول انتشار گلوله پلاسمایی در محیط نیتروژن و هوای خشک با حدود 12 میلی‌متر می‌باشد.

طیف تابشی جت پلاسمای هلیوم نیز جهت بررسی گونه های شیمیایی در گازهای محیطی مختلف اندازه گیری شد. همچنین با روش سایه نگاری شیلرن تاثیر گازهای محیطی بر روی ستون هلیوم و نقش پلاسما در آن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این آزمایشات نشان دهنده تاثیر گازهای محیطی و بخصوص نقش مولکول‌های اکسیژن بر انتشار گلوله پلاسمایی می‌باشد. همچنین نقش مولکول‌های اکسیژن بخوبی در گسترش میدان الکتریکی روی سطح بلور دی‌الکتریک و میزان بار الکتریکی سطحی قابل مشاهده است.

 

کلیدواژه‌ها: گلوله پلاسمایی، موج یونیزان هدایت شده، جت پلاسمایی، دوربین فوق سریع، گاز محیطی، سایه نگاری شیلرن، روش پاکلز



Dynamics of Guided Ionization Waves (Plasma Bullets) Interacting with Target​


By: Seyed Serajoddin Razavizadeh​


Abstract


In this dissertation, the dynamical parameters and electric field of a plasma bullet (guided ionizing wave) are measured and studied in the presence of ambient gases such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide and dry air. The dynamics of the plasma bullet, which is produced by a helium plasma jet at atmospheric pressure with a frequency of 30 kHz, is recorded and measured by a high-speed camera (ICCD) from the moment of production inside the jet tube to the moment of complete destruction in the surrounding gas environment.

The electric field of the plasma bullets was measured when they hit the surface of a dielectric crystal by the Pockels method. For the first time in the world, the effect of ambient gases on the electric field, surface electric charge and the expansion of the surface discharge of plasma bullets was studied by this method. Plasma bullets are affected by ambient gas composition in a way that they have different velocities, sizes, and propagation lengths in each of the ambient gases. Bullets velocity is higher in oxygen and dry air than in nitrogen, and can be as high as about 18 kilometers per second. The highest propagation length of plasma bullets is in the nitrogen and dry air environment which is about 12 mm.

The spectrum of the helium Plasma Jet was also measured to determine the chemical species in various ambient gases. The effect of environmental gases on the helium column and the role of plasma in it was also studied by Schlieren shadowgraphy method. The results of this study showed the effect of surrounding gases on propagation of plasma bullets and especially the role of oxygen molecules on the behavior and propagation of these bullets. Also, the role of oxygen molecules in the expansion of the electric field on the crystal’s surface and the amount of surface charge can be clearly seen.

 

Keywords: Plasma bullet, Guided ionization wave, Plasma jet, ICCD camera, Ambient gas,  Schlieren shadowgraph, Pockels method

اداره کتابخانه مرکزی Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی