Gazlarda elektr razryadi

Sekundning juda kichik ulushlarida juda katta tok oqqanda va uning yo’lida yuqori bosim va zarbiy to’lqinlar uchraganda hosil bo’ladigan yashinlar; elektr payvand apparatining ravshan yorug’ligi; biz ko’nikib qolgan neon reklamalarning yorug’ligi, yuqori voltli liniya tayanchlari yaqinida vishillashlar va chirsillashlar − bularning hammasi turli xil gaz razryadlari bilan kuzatiladigan hodisalardir.

 «Reklama» neon trubkasida biqsima razryad oqadi. Uning elektrodlaridagi kuchlanish 1000 V atrofida, neon bosim esa 5-7 mm simob ustuniga teng. Elektr razryad bilan to’qnashganda hosil bo’ladigan elektronlar va musbat ionlarni ko’chirib o’tkazadi. Elektronlar katod sohasida tezlashadi (1-rasm). Ionlash uchun neytral atom, elektron yetarli energiyaga ega bo’lishi kerak. Agar elektronning gaz molekulalari bilan ketma-ket ikki marta to’qnashishi orasidagi yo’l yetarlicha katta bo’lsa, elektron energiyasi gazni ionlash uchun yetarli bo’ladi. Bu shart bosim kichik bo’lganda bajariladi. Musbat ionlar katod tomon siljiydi va o’z navatida, undan elektronni urib chiqaradi. SHunday qilib, biqsima razryad mustaqil ravishda sodir bo’ladi−tok gaz orqali tashqi ionizatorlarsiz oqadi.

Payvandlash apparati elektrodlari orasida boshqa xil razryad−yoy razryad oqadi. Agar elektrodlar kuchli tok uzoqlashtirilsa, ular orasida yoy razryadning haddan tashqari yorug’lanib chaqnashi sodir bo’ladi, qizigan yorug’lanuvchi gaz gorizontal elektrodlar orasida «osilib» turadi. Shu sababli, bu hodisani 1802 yildayoq birinchi bo’lib o’rgangan rus olimi V. V. Petrov uni elektr yoyi deb atagan.

Yoydagi tok kuchi o’n minglab amperga, elektrodlar orasidagi kuchlanish esa bir necha o’n voltga yetadi. Yoy elektrodlari orasidagi yuqori o’tkazuvchanlikning qizigan katod chiqarayotgan elektronlar oqimi va gazning termik monizatsiyasi (yuqori temperaturada atomlar bir-biri bilan to’qnashib, elektronlarni yo’qotadi va elektr tok tashuvchilari bo’lib qoladi) tiklab turadi. Yoy razryaddan faqat elektr payvandlashda foydalanibgina qolmay, u lazerlar va impuls lampalardan keyingi eng yorqin yorug’lik manbai hisoblangan yuqori bosimli simobli lampalarda ham yonib turadi.

 Yashin, impuls lampasining chaqnashi va boshqa ko’pgina jarayonlarda gaz oralig’idan qisqa vaqt ichida cheklangan elektr miqdori oqib o’tsa, uchqun razryad yuz beradi. Bu jarayonda elektr maydoni kuchlanganligi muayan gaz uchun teshib o’tish qiymati ye teshish ga yetadi. ye teshish qiymati havo uchun atmosfera bosimida va 20°С temperaturada taxminan 30 kV/sm. Uchqun proboy bosqichma-bosqich rivojlanadi. Dastlab, gaz hajmida strimer – ayrim elektron ko’chkilardan hosil bo’luvchi kuchli ionlargan o’tkazuvchi kanal hosil bo’ladi. Gazda, masalan, fotoionizatsiya natijasida, elektr maydon kuchlanganligi ye yetarlicha katta bo’lganda, hosil bo’lgan erkin elektron yo’lda uchragan atomni, ionli uchun yetarli energiyagacha tezlashadi. Bunday bo’lishi uchun bu yo’l erkin elektronning erkin yugurish uzunligidan−elektronning gaz atomlari bilan ketma-ket to’qnashishlari orasidagi o’rtacha masofadan kichik bo’lishi kerak. Bu holda elektronlar ko’chkisi va ionlashgan atomlar hosil bo’ladi. Ayrim ko’chkilar bir-birini qoplaydi va strimer vujudga keladi. Yashinda strimer o’lchamlari uzunligi bo’yicha 10 kmni, diametri bo’yicha 40 sm ni tashkil qiladi. Havoning atmosfera bosimida uchqun razryad shar elektrodlar orasida elektr maydonning ma’lum kuchlanganligida sodir bo’ladi. Yuqori voltli uchqun voltmetr shu printsipga asoslangan bo’lib, u bir necha million volt kuchlanishni o’lchashda ishlatiladi. Toj razryadi uchun gaz molekulalarining egrilik radiusi uyg’onishi va ionlanishi xarakterlidir. Bu yerda elektr maydon kuchlanganligi e teshish qiymatiga erishadi va gaz elektrodni o’rab turgan «toj» ni hosil qilib yorishadi. Toj razryad yuqori voltli elektr uzatish liniyalarida asosiy energiya yo’qotish manbaidir.

 Termoyadro sintezi jarayoni uchun, intensiv ko’p zaryad ion toklari olish uchun magnit maydondagi gaz razryad katta rol o’ynaydi.

Umuman aytganda, gaz razryad deb elektr tokning gazdan o’tishiga aytiladi. Bu yerda mustaqil gaz razryadlari to’g’risida gapirildi. Bunda elektr tok tashuvchilari elektr maydon ta’sirida tug’iladi. Agar tokni gazda tashqi ta’sirlar, masalan, ionlovchi elektromagnit nurlanishlar yoki gazdan atom yadrolarining yemirilishidan hosil bo’lgan mahsulotlarning o’tishi tufayli hosil bo’ladigan tashuvchilar ko’chirib o’tkazsa, bundagi gaz razryadiga nomustaqil gaz razryadi deyiladi. Bu holda tashqi ionizator olib tashlansa, tokning gazdan o’tishi to’xtaydi. Ionizatsiya kameralarida va zaryadlangan tez zarralar gaz schyotchiklarida gaz razryadining aynan shu xili oqadi.