V delu je predstavljena je naša konstrukcija plinskega odvodnika, kjer je telo kovinsko namesto običajnega keramičnega. Predstavljene so tudi bistvene metode meritev in določitev lastnosti plinskih odvodnikov pri različnih mešanicah polnilnih plinov. Iz predstavljenih rezultatov sledi, da je napoved rezultatov zaradi velikega števila vplivnih prametrov zelo težka. Za dosego primernih lastnosti plinskega odvodnika zato potrebujemo veliko število eksperimentov podprtih s teoretičnim znanjem.
COBISS.SI-ID: 24631847
Plinski odvodnik je že dolgo poznana v svetu nizkonapetostnih omrežij kot zaščitni element za prehodne prenapetostne razelektritve kot je naprimer udar strele. Nezanesljivost statičnega vžigne napetosti plinskega odvodnika se je v preteklosti reševala z dodatkom radioaktivnega elementa v celici plinskega odvodnika, ki je stabiliziral vžig. Radioaktivni izotopi delujejo kot stabilen vir elektronov, ki prožijo vžig. V današnjih časih radioaktivni dodatki seveda niso okoljsko sprejemljivi in potrebno je iskati nove rešitve. V našem primeru je hladna emisija izvor proženja razelektritve, brez aktivacijskih elementov na kovinskih elektrodah. Patenti obravnavajo različne prožilne pomožne elektrode v obliki grafitnega nanosa. Grafit je nanesen med elektrodama na izolatorju. Kljub pogostosti uporabe takšne rešitve pa v literaturi ni natančno pojasnjeno delovanje teh črtic. Predstavljeni so rezultati, ki kažejo, da stabilna hladna emisija v visokem vakuumu izvira iz nanostrukturiranih robov grafitnega nanosa. To kaže dobro korelacijo med vžigno napetostjo plinskega odvodnika napolnjenega z mešanico čistih plinov.
COBISS.SI-ID: 25752615
To delo je bilo posvečeno raziskavam takoimenovanega ''plasmawall’’ problema v laboratorijskih, tehnološko usmerjenih in fuzijskih plazmah. Posebno pozornost je bila podana simulacijam učinkov prostorskih nabojev, ki lahko igrajo pomembno vlogo v sekundarni emisiji elektronov, zaradi močnega električnega polja se pojavlja v razelektritvah v plinski celici/cevi. Razvili smo majhno, a učinkovit PIC simulacijski program, da bi dobili več podatkov, kot to zdaj že možno pri drugih tovrstnih programih, ki so na voljo danes. Naredili smo primerjavo rezultatov našega programa z rezultati, pridobljenimi z drugimi metodami in paketi. Naša TC programska oprema temeljina brezmrežni treecode (TC) metodi, čigave.prednosti in slabosti v aplikacijah na diodne plazme z zunanjokontrolirano oddajo gostote toka elektronov smo raziskali in predstavili.
COBISS.SI-ID: 12612379
Predstavljamo rezultate dosežene v fazi vžiga plina v plinski diodi pod visokim tlakom. Postopek delcev v celici (PIC) 2D-simulacijo izvedemo s posebno izbiro enostavnega zunanjega tokokroga z idealnim tokovnim generatorjem. Izkazalo se je, da se reži diode razvijejo izjemno visoki lokalni prevodni in premikajoči tokovi in da je tako mogoče v primerjavi z njimi zunanji tok zanemariti. Prvi tokovi kažejo še videz (konvekcijske) strukture, ki so podobne torusu, kar pa bi zahtevalo dodatne teoretične raziskave in nadgradnje kode. Sekundarni elektroni izhajajo predvsem iz tega lokaliziranega dela katode, ki je najpogosteje pod udarom ionov iz najbližjega lokalnega snopa plazme. Tak "normalni" primer se pojavi samo preden se bližnja ionsko bogata plazma "pripoji" katodi in ko se "mesto" (spot) razširi po površini katode. Potem je mogoče dobiti močan plazni-pretok elektronov in ionov pri skupnem zunanjem tokokrogu za več velikostnih razredov nižje in neodvisno od časa. To pomeni, da morajo biti prevodni tokovi delcev znotraj cevi nadomeščeni z močnimi premikalnimi tokovi. Naša ocena premikalnih tokov je pokazala, da lahko pripadajoče lokalno generirano magnetno polje reda velikosti nekaj deset Tesla. Poleg tega je skupna energija, ki se lahko nabere med rastjo ionizacijske fronte, ocenjena na red velikosti 1J znotraj prostora nekaj kubičnih mm. Ta energija se lahko sprosti v tokovnem plazu v manj kot 1ns, kar je daje moč oddajane elektromagnetne energije reda TW. Vendar ta pojav niti ni tako presenetljiv za goste plazme, kot so v npr. Plazma Focus in GDT-jih, je pa potrebno za boljše rezultate uvesti podrobnejši fizikalni model z ustrezno simulacijsko kodo. Na žalost so na voljo le kinetične kode, ki so v resnici le elektrostatične, kar pomeni, da ne upoštevajo samo-ustvarjenega magnetnega vektorskega potenciala, tj pripadajočega polja in zato ne morejo izračunati lokalne porazdelitve Lorentzovih notranjih sil do določenih delcev, kar lahko do neke mere slabi opisane pojave. Zato predlagamo popoln in neodvisen niz elektrodinamičnih enačb, ki se lahko vgradijo v kodo XOOPIC. Za to časovno odvisnost je potreben podroben izračun lokalnih momentov porazdelitve hitrosti ( gostota, povprečne naključne in smerne komponente hitrosti) in s tem povezanih tokov, skupaj s skalarnimi in vektorskimi komponentami polja (z energijami delcev in komponentami toplotnih tokov kot posredni rezultat), za kar je predlagan povsem nov pristop v PIC simulacijah.
COBISS.SI-ID: 10155604
Določitev količine vodika v mešanici žlahtnih plinov, ki so ujeti v plinskem odvodniku je zahtevna naloga, saj je njegov volumen izjemno majhen. Vodik pomembno vpliva na delovanje plinskega odvodnika, pomemben pa je tudi zaradi splošne prisotnosti in predstavlja tudi ozadje za kvadrupolni masni spektrometer. Delež vodika v plinskem odvodniku je bil določen po predrtju odvodnika v visokem vakuumu, od koder je bil potem plin doziran v vakuumsko komoro z kvadrupolnim masnim spektrometrom. Njegova kalibracija je bila izvedena z inovativnim postopkom, kjer smo dosegli veliko natančnost. V prvi fazi se je čisti plin (Ar, Ne, H2) v kalibriranem volumnu doziral preko finega ventila v ultra visoki vakuum. Sprememba tlaka na kapacitivnem manometru v času nam je podala tok plina, ki je v direktni korelaciji s tokom ionov specifičnega masnega vrha v razponu 3 dekad. Tako smo pridobili natančne kalibracijske krivulje za masni spektrometer. V drugi fazi smo uporabili novo znano mešanico plinov v kalibriranem volumnu, da smo preverili postopek določitve sestave plinov. Takšen postopek se je pokazal precej natančen pri visokih pretokih (nad 6x105 mbar l/s), medtem ko so napake znatne pri nižjih pretokih. Možna razlaga za napačno določitev deleža vodika pri zelo nizkih pretokih z masnim spektrometrom je prisotnost argona.
COBISS.SI-ID: 1977191