Космическое материаловедение. Акишин А.И. - 48 стр.

UptoLike

Составители: 

48
при прохождении алюминиевой фольги и воздуха. Диаметр рассеянного
электронного пучка перекрывал диаметр шара. Реальная плотность
электронного пучка, которым облучался шар, соответствовала 30-60
нА/см
2
[7].
Как известно, коэффициент захвата термализованных электронов
пучка в объеме ПММА составляет ~50%. Время, в течение которого
концентрация захваченных электронов в ПММА понижается в 2 раза
после выключения электронного пучка, составляет 10
3
-10
4
с [8].
Концентрация захваченного предпробойного электронного заряда в
объеме ПММА, по оценкам, может составлять несколько мкК/см
3
. При
этом, средняя предпробойная напряженность электрического поля, Е, в
объеме шара 1,8 МВ/см. Интервал Е в объеме облученного электрона-
ми ПММА лежит в пределах 1-3,5 МВ/см.
Можно допустить, что внедренный электронный заряд распределял-
ся относительно равномерно по всему объему облучаемого шара в ре-
зультате его вращения и с учетом того, что эффективный пробег элек-
тронов с Е~22 МэВ в ПММА составляет около 12 см. В приповерхно-
стной зоне шара толщиной 3-5 мм концентрация внедренного электрон-
ного заряда по-видимому резко снижается из-за краевого эффекта.
Шар располагался на металлической плите. При облучении ионизи-
рованный воздух в районе шара имеет высокую проводимость, что
обеспечивает заземление поверхности шара. Основной разрядный канал
в шаре заканчивался на заземленной металлической плите.
Флюенс электронов, при котором возникал объемный спонтанный
электрический пробой радиационно-заряженного шара, составлял 10
13
эл/см
2
(см. рис.2). Основные оценочные характеристики электронного
облучения шара из ПММА и электрического пробоя внедренного заряда
приведены в таблице 1.
По оценкам интегральный заряд в шаре составлял ~100-200 мкК.
Энергия разряда рассчитывалась из энергии, затраченной на образова-
ние разрядного канала в ПММА. Ток разряда в основном канале при τ~1
мкс оценивается как I
р
~100 200 А. В канале имеет место концентрация
мощности разряда ~10
7
Вт и удельной мощности ~10
11
-10
12
Вт/см
3
.
В научных публикациях отсутствует четкая физическая модель элек-
трического пробоя объемных радиационно-заряженных полимерных
диэлектриков, используемых, например, в качестве конструктивных
элементов ИСЗ или других электрофизических устройствах [9-14].
Образовавшаяся объемная фрактальная разрядная структура в шаре
имеет ветвистое строение. Фрактальная размерность, d
f
, у таких струк-
тур находится в интервале 1<d
f
<2. В том случае, если электрическое
дерево имеет форму кустарника, то ее фрактальная размерность лежит в
при прохождении алюминиевой фольги и воздуха. Диаметр рассеянного
электронного пучка перекрывал диаметр шара. Реальная плотность
электронного пучка, которым облучался шар, соответствовала 30-60
нА/см2 [7].
   Как известно, коэффициент захвата термализованных электронов
пучка в объеме ПММА составляет ~50%. Время, в течение которого
концентрация захваченных электронов в ПММА понижается в 2 раза
после выключения электронного пучка, составляет 103-104 с [8].
   Концентрация захваченного предпробойного электронного заряда в
объеме ПММА, по оценкам, может составлять несколько мкК/см 3. При
этом, средняя предпробойная напряженность электрического поля, Е, в
объеме шара – 1,8 МВ/см. Интервал Е в объеме облученного электрона-
ми ПММА лежит в пределах 1-3,5 МВ/см.
   Можно допустить, что внедренный электронный заряд распределял-
ся относительно равномерно по всему объему облучаемого шара в ре-
зультате его вращения и с учетом того, что эффективный пробег элек-
тронов с Е~22 МэВ в ПММА составляет около 12 см. В приповерхно-
стной зоне шара толщиной 3-5 мм концентрация внедренного электрон-
ного заряда по-видимому резко снижается из-за краевого эффекта.
   Шар располагался на металлической плите. При облучении ионизи-
рованный воздух в районе шара имеет высокую проводимость, что
обеспечивает заземление поверхности шара. Основной разрядный канал
в шаре заканчивался на заземленной металлической плите.
   Флюенс электронов, при котором возникал объемный спонтанный
электрический пробой радиационно-заряженного шара, составлял 1013
эл/см2 (см. рис.2). Основные оценочные характеристики электронного
облучения шара из ПММА и электрического пробоя внедренного заряда
приведены в таблице 1.
   По оценкам интегральный заряд в шаре составлял ~100-200 мкК.
Энергия разряда рассчитывалась из энергии, затраченной на образова-
ние разрядного канала в ПММА. Ток разряда в основном канале при τ~1
мкс оценивается как Iр~100 200 А. В канале имеет место концентрация
мощности разряда ~107 Вт и удельной мощности ~1011-1012 Вт/см3.
   В научных публикациях отсутствует четкая физическая модель элек-
трического пробоя объемных радиационно-заряженных полимерных
диэлектриков, используемых, например, в качестве конструктивных
элементов ИСЗ или других электрофизических устройствах [9-14].
   Образовавшаяся объемная фрактальная разрядная структура в шаре
имеет ветвистое строение. Фрактальная размерность, df, у таких струк-
тур находится в интервале 1