Тогд
а пришла идея, что этот самоподдерживающийся процесс Ц это и есть элект
рическая дуга. Тогда уже стали заниматься исследованием дуги, то есть по
пытались понять уже те явления, которые сотни лет мы все используем. Вы пр
авильно сказали: мы утром встаем, зажигаем свет, вечером ложимся спать, га
сим свет, идем в туалет, зажигаем. Так вот, когда мы включаем и выключаем св
ет, происходят миллиарды электрических взрывов, вот таких, как показано
на этом слайде.
Дальше стали думать над другими процессами. Оказалось, что есть очень мн
ого абсолютно не объясненных процессов. Например, ТОКАМАКи. В ТОКАМАКах
есть очень большая проблема: когда плазма взаимодействует со стенкой, то
начинает её через какое-то время разъедать, она, как короед, двигается, и э
тот металл исчезает. Оказывается, что это так называемая униполярная дуг
а: при взаимодействии плазмы с этим металлом образуется слой ионов, кото
рый создает высокое электрическое поле. И в этом высоком электрическом п
оле за счет автоэлектронной эмиссии возникают эти взрывы.
То есть, стало возможным объяснить многие явления в электрических разря
дах в газе. В частности, некоторые процессы так называемого коронного ра
зряда. Это очень давно известный процесс, открытый ещё в позапрошлом век
е. Но там тоже были неясны некоторые эффекты, например, так называемая «ко
рона Тричела». Почему она импульсная? Она то возникает, то исчезает. То ест
ь оказалось, что это явление, которое позволило объяснить многие давно и
зученные процессы, и как бы внешне изученные. Но никто до нас не мог проник
нуть в суть этих процессов.
То есть фактически есть два результата этих исследований. Одно Ц это со
здание совершенно новой электроники, очень важной для технологии, для об
оронных дел. Например, сейчас можно получать электронные пучки и мощные
электромагнитные источники, которые имитируют в небольших объемах взр
ывы, например, атомной бомбы. Фактически, это одна из технологий, которая п
озволила вместе с компьютерными методами избежать натурных испытаний.
Это с одной стороны. А с другой стороны, мы смогли объяснить целый ряд физи
ческих явлений и фактически совершенно по-другому к ним подойти. То есть
это уже объяснение явления природы. Вот, собственно говоря, что это такое.

А.Г. А можно чуть подробнее? Что происходит как раз в этот момент
, при каких температурах, за какое время? Вы уже начали говорить об этом. Ка
кие нужны приборы при эксперименте для того, чтобы отследить этот процес
с? Поскольку он происходит и при очень высокой температуре, как я понимаю,
и при сильном токе, и за очень короткое время.
Г.М. Вообще говоря, парадокс состоит в том, что всё происходит пр
осто, в обычном вакууме, между обычными двумя электродами. То есть это пло
ские электроды, катод плоский и анод плоский. Но когда смотришь под микро
скопом, то у самого гладкого катода всегда имеются микроскопические выс
тупы, они небольшие, но они имеются. И когда мы прикладываем между катодом
и анодом электрическое поле, то на этих микроскопических выступах элект
рическое поле усиливается.
Положим, у нас поле миллион вольт на сантиметр, это достаточно обычное по
ле при приложении кратковременных импульсов. А на микроскопических ост
риях эти поля усиливаются ещё в сотни раз. То есть, получается примерно со
тни миллионов вольт на сантиметр. При таких высоких полях возникает так
называемая холодная эмиссия или автоэлектронная эмиссия. Это туннельн
ый эффект, он довольно хорошо исследован. Ещё до появления полупроводник
овых приборов его пытались активно использовать для того, чтобы создава
ть новые электронные приборы.
Но проблема состояла в том, что зависимость плотности тока от приложенно
го электрического поля настолько сильно экспоненциальна, что этот приб
ор очень быстро выходил из строя. То есть маленькое перенапряжение, и кат
од сгорает, катод просто оплавляется, и ничего не получается. И всем казал
ось, что всё, проблема, так сказать, закрыта, катод использовать нельзя. Но!
Мы показали, что в течение короткого времени, когда взрыв произошел, эта п
лазма, этот взрыв испускает электронный пучок.
Я ещё раз повторяю, вначале катод холодный, но в результате взрыва плазма
нагревается практически до миллионов градусов, сам катод нагревается д
о тысячи градусов, до таких температур, которые приводят к плавлению и ис
парению. Но этот процесс очень кратковременный Ц именно процесс нагрев
а, процесс взрыва длится всего единицы наносекунд, то есть миллиардные д
оли секунды. Взрыв произошел, смотришь, а на катоде ничего нету, и если не п
оглядишь в микроскоп, то ничего не увидишь.
Что нужно было для того, чтобы исследовать это явление? Что нам потребова
лось, и почему, собственно говоря, взрывная эмиссия была открыта в 66 году? М
ы смогли посмотреть всё это в очень мощный усилитель света, использующий
электронно-оптические преобразователи, когда можно было регистрирова
ть отдельные кванты. Потому что взрывающаяся масса здесь ничтожная Ц 10-13
грамма, такова масса, которая при взрыве уходит, и поэтому свечение очень
слабое. В 30-е годы обычно смотрели при помощи ячейки Керра так называемой,
она очень ослабляла свет, ничего увидеть было нельзя. Только благодаря т
ому, что мы стали смотреть с экспозицией в наносекунды и с усилением свет
а в миллион ампер, мы смогли наблюдать, как на катоде появляется первое св
ечение.
Когда потом стали смотреть в электронный микроскоп, мы увидели, что это с
вечение сопровождается появлением кратера Ц кратера не видели, пока не
было электронных микроскопов.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75