Изложены результаты детального исследования взрывной электронной эмиссии (ВЭЭ) — явления, открытого автором с сотрудниками в 60-е годы прошлого века. Помимо описания ВЭЭ в книге подробно рассмотрены физические процессы, приводящие к ее инициированию при различных конфигурациях и материалах катодов: острийные и плоские катоды, «тройные точки», жидкометаллические катоды и т.д. Исследованы механизмы самоподдержания взрывоэмиссионных процессов. На основе экспериментально установленной цикличности процессов в катодном пятне вакуумного разряда введено понятие «эктона» как элементарной ячейки катодного пятна. Подробно рассмотрены плазменные процессы в вакуумном диоде, различные стадии ВЭЭ, изложены физические основы разработки и создания сильноточных импульсных электронных ускорителей. Важное достоинство предлагаемой монографии — физическое объяснение на основе простых моделей и компьютерного моделирования представленных экспериментальных результатов. Для специалистов в области исследования электрических разрядов и физики плазмы, инженеров-электриков, занимающихся созданием вакуумного электрофизического оборудования, студентов и аспирантов, изучающих электрофизику и сильноточную электронику.

В настоящей монографии впервые физика всех трех стадий вакуумного рязряда: пробоя, искры и дуги - изложена с единых позиций. В основе всех этих стадий лежат два фундаментальных процесса. Во-первых, это микроскопические взрывы на поверхности катода и взрывная эмиссия электронов, которая происходит в виде отдельных порций электронов, названных автором эктонами. Во-вторых, это взаимодействие плазмы, образуемой этими микровзрывами, с поверхностью катода. В результате этого взаимодействия возникают новые микровзрывы, что приводит к самоподдержанию разряда. Как правило, микроскопические взрывы происходят за счет джоулева разогрева, обусловленного большой плотностью тока в микрообъемах катода.Для физиков, изучающих электрические разряды, инженеров-электриков, занимающихся созданием вакуумного электрофизического оборудования, а также для студентов, изучающих электрофизику, электроэнергетику, технику высоких напряжений и сильноточную электронику.

Монография посвящена эктонам - эмиссионным центрам, образующимся на поверхности катода в результате разогрева и взрыва микрообъемов за счет большой удельной энергии в них. Если возникающий при этом ток будет выше некоторой предельной величины, то имеет место процесс самоподдержания эктонов.Монография состоит из трех частей. В первой рассматривается взрывная эмиссия электронов, изучение которой позволило подойти к пониманию сути эктонов, во второй - роль эктонов в электрических разрядах, главным образом в вакуумных и газовых. В третьей части показывается роль эктонов в электрофизических устройствах: импульсных ускорителях электронов, в импульсных источниках рентгеновских лучей, вакуумных разрядниках и т. д.Книга адресована специалистам в области физики низкотемпературной плазмы вакуумных и газовых разрядов, импульсной электроники и электрофизики.

В настоящей книге представлена копия докторской диссертации автора, защищенной в 1966 году в Томском политехническом институте. В этой диссертации описаны первые эксперименты, которые привели к открытию взрывной электронной эмиссии с катода. Дано описание явления интенсивной эмиссии электронов из тройных точек металл-диэлектрик-вакуум. Дано описание открытого автором явления многоэлектронного инициирования разряда в газах высокого давления, которое позднее было использовано для накачки мощных газовых лазеров. Одним из важнейших итогов этих исследований является также создание новых направлений в технической физике - сильноточной электроники и импульсной электрофизики. В рамках этих направлений созданы генераторы мощных наносекундных импульсов электрической энергии, предложены новые устройства, активные элементы импульсных генераторов (коммутаторы, обострители, вентили и т. д.) на основе новых явлений, открытых автором при создании вакуумных, газоразрядных и магнитных приборов. Хотя ряд исследований этой диссертации был опубликован в статьях и книгах автора, многие разделы актуальны до сих пор. Книга будет полезна тем, кто занимается проблемами физики плазмы, газового и вакуумного разрядов, ускорительной техникой, техникой высоких напряжений, лазерной техникой, СВЧ-электроникой большой мощности и т. д.

Коллективная монография, написанная американскими учеными - создателями новой области технической физики и техники сильноточных высоковольтных коммутаторов, круг применения которых стремительно разрастается. Книга посвящена основным вопросам физики вакуумных дуг и обзору современного состояния коммутационной техники.Для специалистов по физической электронике и коммутационной технике, а а также для аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Анализируются результаты экспериментальных и численных исследований электрического взрыва проводников, сопутствующих и родственных явлений. Рассматриваются модели расчета физических свойств вещества в широких диапазонах изменения температуры и плотности, сильноточная коммутация импульсных накопителей энергии с помощью электрического взрыва, создание импульсных источников электромагнитных излучений и т. д.Для научных работников и инженеров, занимающихся исследованием свойств вещества при высоких плотностях энергий, физикой плазмы, теплофизикой и гидродинамикой импульсных высокотемпературных процессов, электрофизикой мощной импульсной энергии и ускорительной техникой.

Рассмотрены физика, техника и применение высокоэнергетичных электронных потоков большого поперечного сечения. Дан анализ общих требований к таким электронным потокам и методов их формирования. Описаны конструкции и приведены характеристики электронных источников, в которых для получения потоков большого сечения используются термоэмиссия, взрывная эмиссия, различные газовые разряды. Дан обзор практического применения и перспектив использования электронных потоков большого сечения.Для научных сотрудников, инженеров, работающих в области электронной и ускорительной техники, физической электроники и экспериментальной физики.

На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда: элементарные атомные процессы, взаимодействие постоянного и переменных полей с электронами плазмы, разряды всевозможных типов, от тлеющего до молнии. Цель монографии — разъяснить сущность явлений, облегчить изучение специальной литературы, дать необходимые сведения для исследовательской работы. Для этого приводится много фактических и полезных справочных данных, результатов экспериментов, простых оценок физических величин, теоретические формулы доведены до расчетного вида. Новое издание существенно переработано по сравнению с предыдущими и дополнено по возможности более поздними результатами. Книга призвана послужить одновременно руководством для специалистов и учебником для начинающих. Для научно- технических работников в области газовой электроники и низкотемпературной плазмы, а также для студентов и аспирантов физических и технических специальностей.

Рассматриваются результаты исследований импульсных объемных разрядов высокого давления, поддерживаемых пучком электронов, и их применение в системах инжекционной электроники (газовых лазерах, лавинных и искровых коммутаторах, прерывателях). Приведены данные об ионизации газов быстрыми электронами, о контракции и энергетических характеристиках объемных разрадов. Значительная часть материала посвящена лазерам на СО2 и на галогенидах благородных газов.Книга предназначена для специалистов по физике газового разряда, лазерам и импульсной электронике, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В книге излагается общий подход к описанию распространения плазмы электрического пробоя газов на всех его стадиях, основанный на аналогии с процессами распространения фронтов горения и детонации. Дан анализ экспериментальных и теоретических исследований электрического пробоя, предложены физико-математические модели и исследованы основные механизмы пробоя. Для научных работников в области физики электрического разряда, электрофизики и техники высоких напряжений, аспирантов и студентов старших курсов. Ключевые слова: электрический пробой газа, электронная лавина, стример, лидер, обратный разряд, импульсная дуга, лавинно-стримерный переход, стримерно-лидерный переход, волна ионизации, детонация, дефлаграция.

Экспериментальные и теоретические работы посвящены исследованию различных элементарных процессов, протекающих при столкновении электронов с атомами и молекулами. Элементарные процессы, протекающие при упругом и неупругом взаимодействии атомных частиц, исследовались в режиме электронной пушки и в условиях газоразрядной плазмы. Расчетные методы применены для анализа кинетики элементарных процессов при заселении и разрушении отдельных уровней применительно к усиливающей среде. Рассмотрены процессы многоступенчатого столкновения составных частиц и квантовое трение. Вычислены эффективные сечения многократной ионизации атомов инертных газов и др. Приведено описание оригинальных установок: многоканальный анализатор для исследования оптических и электронных спектров; автоматизированная установка с пересекающимися атомным, электронным и лазерным пучками; блок-схема для изучения процессов двухэлектронного возбуждения атомов Hg и He. Для студентов старших курсов, аспирантов и научных работников, специализирующихся в области оптики и спектроскопии, физики плазмы и квантовой электроники.

На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда: элементарные процессы, взаимодействие постоянного и переменного электрических полей с электронами плазмы, разряды всевозможных типов и др. Цель руководства - разъяснить сущность явлений, облегчить изучение специальной литературы, дать необходимые сведения для исследовательской работы, для чего приводится много фактических и справочных данных, формулы доведены до расчетного вида и т. д.Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, научно-технических работников в области газовой электроники и физики плазмы.