第２４卷第３期 ２０１２年３月 强 激 光 与 粒 子 束 ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲ ＬＡＳＥＲ ＡＮＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＢＥＡＭＳ Ｖｏ１．２４，ＮＯ．３ Ｍａｒ．，２０１２ 文章编号：１００１—４３２２（２０１２）０３—０５９７—０５ １ ２０ ｋＶ下常压空气纳秒脉冲电晕放电特性 章 程 ， 邵 涛 ， 许家雨 。， 马 浩 。， 徐 蓉 ， 严 萍 （１．中国科学院电工研究所，北京１００１９０； ２．中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室，北京１００１９０ ３．中国科学院研究生院，北京１０００３９） 摘 要： 使用上升沿１５ ｎｓ、脉宽３０￣４０ ｎｓ的重复频率纳秒脉冲电源对１２０ ｋＶ下大气压空气中管板电 极结构电晕放电进行了实验研究，通过电压电流测量、放电图像拍摄和Ｘ射线探测分析了纳秒脉冲电晕放电 特性。结果表明：纳秒脉冲电晕放电中存在Ｘ射线辐射，但辐射强度较弱，ｘ射线辐射计数随着气隙距离的增 大而减少，随着脉冲重复频率的增大而增多；放电空间的残余电荷加强了下一个脉冲到来时的局部电场，从而 导致高重复频率下易于出现分散的电晕通道。 关键词：纳秒脉冲； 电晕放电； 常压空气；脉冲重复频率；Ｘ射线 中图分类号：ＴＭ８９；ＴＭ２１３ 文献标志码： Ａ ｄｏｉ：１０．３７８８／ＨＰＬＰＢ２０１２２４０３．０５９７ 大气压空气等离子体由于能够在常温常压下产生，且电子具有足够高的能量使反应物分子激发、离解和电 离，使许多通常在此温度下无法发生或需要极其苛刻的条件才能进行的反应容易发生，因此在表面处理、生物 医学杀菌消毒、航空器气流控制和辅助燃烧等领域应用广泛［１ ］。但在大气压下，空气中的放电极易过渡到火 花放电 ］。虽然一些应用中需要火花放电来辅助点火或利用热效应来提高化学反应，但更多应用需要获得大 面积、低能耗及高化学活性和反应效率的低温等离子体 。 。近年来，利用重复频率纳秒脉冲放电的快上升沿 和高折合电场强度来激发低温等离子体逐渐成为民用脉冲功率技术发展的热点口 ”］。Ｍａｃｈｅｒｅｔ等人通过实 验和仿真研究了重复频率纳秒脉冲放电中空气等离子体的特性，获得了大面积辉光放电，计算得到的电子能量 为１００ ｅＶｌｌ 一。Ｐａｌ等人研究了加热空气的纳秒脉冲放电，在加热至１ ０００ Ｋ的大气压空气重复频率纳秒脉冲 放电中发现了类电晕放电、似弥散放电和类丝状放电３种不同模式口 。Ｔａｒａｓｅｎｋｏ等人研究了大气压空气中 极不均匀电场下的窄脉冲放电特性，获得了大面积似均匀的弥散放电，但随着气压或者间隙距离的变化。也会 出现丝状放电ｌ１ 。Ｎｇｕｙｅｎ等人研究了线一管结构电晕放电的特性，通过高速摄影对放电流注发展过程进行了 诊断，发现了主放电和二次放电现象，二次放电发生时探测到的Ｘ射线能量范围为１０￣４２ ｋｅＶ，高能电子产生 在阳极附近区域［１ 。我们采用上升沿２５ ｎｓ、脉宽４０ Ｉ＇ＩＳ的单级磁压缩脉冲源激励常压空气放电，发现了电晕、 弥散和丝状放电模式ｎ ］。本文基于半导体断路开关（ＳＯＳ）的重复频率纳秒脉冲电源，开展１２Ｏ ｋＶ下纳秒脉 冲电晕放电的实验研究。 ｌ Ｉ１ 实验装置 实验系统如图１所示ｌ１ 。电源采用基于）ｓ的电感储能型重复频率纳秒脉冲功率源 ＳＰＧ２００Ｎ，输出脉冲极性为负，脉冲上升时间 ： ；约１５ Ｉ＇ｌＳ，脉宽为３０～４０ ｎｓ，脉冲重复频率（ＰＲＦ）为１～１ ０００ Ｈｚ，电压可调范围为０～３００ ｋＶ。实验中的电极采用管一板结构，直径 ｊ １ ：１２ ｍｍ，管壁厚度为１ ｍｍ，地电极采用０．０５一 ｍｍ的黄铜箔片，面积为８Ｏ ＩＴｌｍ×１２０ ｍｍ。箔 Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｖｉｅｗ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｅｔ ｕｐ 图１实验系统示意图 ＊收稿日期：２０１１ １１ ０ｌ； 修订日期：２０１１－１２ ０４ 基金项ｇｌ：国家自然科学基金项目（５０７０７０３２，１１０７６０２６，５１００７０８７）；国家９７３计划项目；高分子材料工程国家重点实验室开放课题 （ＫＦ２０１１０３） 作者简介：章通信作者：邵程（１９８２），男，博士，助理研究员，主要研究方向为放电等离子体应用；ｚｈａｎｇｃｈｅｎｇ＠ｍａｉｌ．１ｅｅ．ａｃ．ｅｎ。 涛（１９７７一），男，博士，副研究员，主要研究方向为高电压技术、脉冲功率技术和放电等离子体应用；ｓｔ＠ｍａｉｌ．１ｅｅ．ａｅ．ｃｎ。 强 激 光 与 粒 子 束 第２４卷 片和铜管的中心位置在同一水平面，两者之间距离定义为本实验中的气隙距离，可调节范围为１０～２ｏ ｃｍ。实 验中采用电压电流测量、放电图像拍摄和ｘ射线测量方法。电压由附着在纳秒脉冲电源高压输出处的耦合式 电容分压器测量，分压器分压比为１５ ７３２。放电电流由同轴管式高频电阻分流器测量，电阻值为０．１８８ Ｑ。记 录仪器采用Ｉ ｅｃｒｏｙ ＷＲ２０４Ｘｉ示波器，其带宽和采样率分别为２ ＧＨｚ和１０ ＧＨｚ，放电图像由Ｃａｎｏｎ ＥＯＳ５００Ｄ 数码相机和腾龙镜头（Ｍｏｄｅｌ Ａ００１）拍摄，相机镜头放置在距离电极边缘１ ｍ处。相机感光度ＩＳｏ设为４００。 电晕放电中辐射的ｘ射线采用文献［２０］中的低能ｘ射线能谱探测系统测得，探测器放置在气隙下方１２ ｃｍ 处。实验系统分为实验区与屏蔽室两部分，易受大电流电磁干扰的电子设备如示波器、脉冲触发器和笔记本等 放置在屏蔽室内，通过电缆与实验区连接，信号传输电缆均为ｌＯ ｍ。 ２实验结果与分析 ２．１放电特性 常温常压下电晕放电是极不均匀电场下的典型放电模式。实验时气隙距离为２０ ｃｍ，脉冲施加电压为１２Ｏ ｋＶ，图２给出了纳秒脉冲电晕放电图像和电压、电流波形。从图中可见管状阴极端部分布若干亮点，表明此处 场强较高，放电由这些强场区域向气隙内发展，但由于阳极距离管状阴极较远，放电集中在阴极附近区域。由 于放电产生的为低温等离子体，热致电离影响不大，故阴极端部场致发射起到主要作用［１ 。图２（ｂ）中的电流 表现为双极性，幅值约为１Ｏ Ａ，主要表现为位移电流。 Ｆｉｇ．２ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｍｌａｇｅ ｏｆ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ 图２ 电晕放电波形与图像 图３给出了对应于图２条件的Ｘ射线辐射特性。从图中可见电晕放电时Ｘ射线辐射较弱，因此测得的ｘ 射线能谱并未出现峰值，但ｘ射线的计数覆盖整个能量范围，Ｘ射线总计数均在１０ ０００左右。将Ｘ射线计数 按能级分为５个区间，各能量区间的ｘ射线分布如图３（ｂ）所示，从图中可见放电中没有明显的峰值，各能量范 围的Ｘ射线所占比例均未超过５０ ，只在２Ｏ 左右，而能量高于９０ ｋｅＶ的ｘ射线比例仅占所探测到Ｘ射线 比例的１０％以下。研究结果表明纳秒脉冲放电中Ｘ射线来源于气隙与阳极处的轫致辐射，且后者产生的Ｘ射 线占主要部分［２１ ２２］，而由于电晕放电时放电通道集中在阴极附近区域，只有少量高能电子能够到达阳极处，故 ｅｎｅｒｇｙ／ｋｅＶ ３０－５０ ｋｅＹ ７０￣９０ ｋｅＶ （ａ）ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆＸ ｒａｙｓ ｉｎ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ （ｂ）ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆＸ ｒａｙｓ ｉｎ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｆｉｇ．３ Ｘ ｒａｙ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ 图３电晕放电中ｘ射线辐射特性 第３期 章 程等：１２０ ｋＶ下常压空气纳秒脉冲电晕放电特性 ６Ｏｌ ｒ６ Ｐａｉ Ｄ ｚ，Ｌａｃｏｓｔｅ Ｄ Ａ，Ｉ ａｕｘ Ｃ ０．Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｌｙ ｐｕｌｓｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ｉｎ ａｉｒ ａｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ—ｔｈｅ ｓｐａｒｋ ｒｅｇｉｍｅ［Ｊ］．Ｐｌａｓｍａ Ｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，１９：０６５０１５． ｒ７］ Ｉｏｎｉｎ Ａ Ａ，Ｋｕｄｒｙａｓｈｏｖ Ｓ Ｉ，Ｓｅ１ｅｚｎｅｖ Ｌ Ｖ．Ｎｅａｒ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｐｌａｓｍａ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｌａｓｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒａ ｐｈｉｔｅ［Ｊ］．ＰｈｙｓＲｅｖ Ｅ，２０１０，８２：０１６４０４． ｒ８］Ｌａｒｉｏｎ。ｖａ Ｙ，Ｍｅｒｔｅｎｓ Ｖ，Ｈａｒｄｅｒ Ｎ，ｅｔ ａ１． Ｓｕｒｆａｃｅ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｎ ｔｙｐｅ Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｂｙ ｔｈｅｒｍａｌ—Ｓｉ（）２／ｐｌａｓｍａ—ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ＳｉＮ ｓｔａｃｋｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２０１０，９６：０３２１０５． Ｅ９］Ｓｈａ。Ｔａｏ，１．ｏｎｇ Ｋａｉｈｕａ，Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｕｎｉｐｏｌａｒ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂａｒｒｉｅｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｎ ａｉｒ ａｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ［］］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ／Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００８，４１：２１５２０３． ［１ Ｏ］Ｓｈａｏ Ｔａｏ，Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ，Ｎｉｕ Ｚｈｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｄｉｆｆｕｓｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ｒｕｎａｗａｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ，ａｎｄ Ｘ ｒａｙ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｉｎ ａｎ ｉｎｈｏｍｏｇｅ— ｎｅｏｕｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｐｕｌｓｅｄ ｍｏｄｅｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２０１１，９８：０２１５０３． ［１１］ 张适昌，严萍，王珏，等．民用脉冲功率源的进展与展望［Ｊ］．高电压技术，２００９，３５（３）：６１８—６３１．（Ｚｈａｎｇ Ｓｈｉｃｈａｎｇ，Ｙａｎ Ｐｉｎｇ，Ｗａｎｇ Ｊｕｅ，ｅｔ ａＩ＿Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｐｕｌｓｅｄ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅｓ ｆｏｒ ｃｉｖｉｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，３５（３）：６１８—６３１） ［１２］Ｓｈａｏ Ｔａｏ，Ｚｈａｎｇ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ，Ｙｕ Ｙａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ａ ｃｏｍｐａｃｔ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｕｎｉｐｏｌａｒ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｆｏｒ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂａｒｒｉｅｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｐ— ｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｌａｓｍａ Ｓｃｉ，２０１０，３８（７）：ｌ６５ｌ １６５５． ［１３］ 张东东，严萍，王珏，等．单级磁脉冲压缩系统实验研究［Ｊ］．强激光与粒子束，２００８，２０（８）：１３９７—１４０１．（Ｚｈａｎｇ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ，Ｙａｎ Ｐｉｎｇ，Ｗａｎｇ Ｊｕｅ。ｅｔ ａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｏｎｅ ｓｔａｇｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｕｌｓｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｌａｓｅｒ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｂｅａｍ ｓ，２００８，２０（８）： １３９７—１４Ｏ１） Ｓ Ｏ，Ｓｈｎｅｉｄｅｒ Ｍ Ｎ，Ｍｕｒｒａｙ Ｒ Ｃ．Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｒｏｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄｓ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ—ｐｕｌｓｅ ｐｌａｓｍａｓ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｙ ［１４］ ＭａｃｈｅｒｅｔＰｌａｓｉｎａｓ，２００６，１３：０２３５０２． Ｄ Ｚ，Ｌａｃｏｓｔｅ Ｄ Ａ，Ｌａｕｘ Ｃ ０．Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｒｏｎａ，ｇｌｏｗ，ａｎｄ ｓｐａｒｋ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｆ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｌｙ ｐｕｌｓｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｎ ａｉｒ ［１５］ Ｐａｌａｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２０１０，１０７：０９３３０３． ａ１．Ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｕｎａｗａｙ—ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｅｉｏｎｉｚｅｄ ｄｉｆｆｕｓｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ｉｎ ａ ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ ｅｌｅｃ— ［１６］ Ｔａｒａｓｅｎｋｏ Ｖ Ｆ，Ｂａｋｓｈｔ Ｅ Ｋｈ，Ｂｕｒａｃｈｅｎｋｏ Ａ Ｇ，ｅｔｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２０１０，５５（１２）：２１０ ２１８． Ｊ，ｖａｎ Ｈｅｅｓｃｈ Ｅ Ｊ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｘ ｒａｙ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｓｔｒｅａｍｅｒ－ｃｏｒｏｎａ ｐｌａｓｍａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ ［１７］ Ｎｇｕｙｅｎ Ｃ Ｖ，ｖａｎ Ｄｅｕｒｓｅｎ Ａ Ｐ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２Ｏ１０，４３：０２５２０２． ［１８］ Ｓｈａｏ Ｔａｏ，Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ，Ｎｉｕ Ｚｈｅｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｒｕｎａｗａｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｐｒｅｉｏｎｉｚｅｄ ｄｉｆｆｕｓｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｗｉｔｈ ａ ｐｏｉｎｔ—ｔｏ ｐｌａｎｅ ｇａｐ ｉｎ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｐｕｌｓｅｄ ｍｏｄｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｙ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２０１ １，１０９：０８３３０６． ［Ｉ ９］ 章程，邵涛，于洋．等．大气压空气中管板电极结构重复频率纳秒脉冲的放电特性［Ｊ］．高电压技术，２０１１，３７（６）：１５０５ ｌ５１１．（Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ，Ｓｈａｏ Ｔａｏ。Ｙｕ Ｙａｎｇ．ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ａｉｒ ｗｉｔｈ ａ ｔｕｂｅ ｔｏ ｐｌａｎｅ ｇａｐ． Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１ｌ，３７（６）：１５０５ １５１１） ［２０］ Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ，Ｓｈａｏ Ｔａｏ，Ｙｕ ｒａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｘ—ｒａｙ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ａ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｎ ａｉｒ ａｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｒｅｖｉｅｗ ｏ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，２０１０，８１：１２３５０１． ［２１］ Ｂａｂｉｃｈ Ｌ Ｐ，Ｄｏｎｓｋｏｙ Ｅ Ｎ，Ｋｕｔｓｙｋ Ｉ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｒｅｌａｔｉｖｉｓｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ａｖａｌａｎｃｈｅ ｉｎ ａｉｒＥＪ］．Ｄｏｋｌａｄｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００４，３９４ （３）：３２０ ３２３． ［２２］ Ｔａｒａｓｅｎｋｏ Ｖ Ｆ，Ｂａｋｓｈｔ Ｅ Ｋｈ，Ｂｕｒａｃｈｅｎｋｏ Ａ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｕｐｅｒｓｈｏｒｔ ａｖａｌａｎｃｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍｓ ａｎｄ ｘ ｒａｙｓ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｌａｓｍａ Ｓｃｉ，２０１０，３８（４）：７４１ ７５０． ［２３］ Ｐｅｊｏｖｉｃ Ｍ Ｍ，Ｒｉｓｔｉｃ Ｇ Ｓ．Ｍｅｍｏｒｙ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ａｒｇｏｎ，ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ａｎｄ ｈｙｄｒｏｇｅｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｌａｓｍａ Ｓｃｉ，２００２，３０（３）：１３１５ １ ３１９． ［２４］ Ｓｈａｏ Ｔａｏ，Ｓｕｎ Ｇｕａｎｇｓｈｅｎｇ，Ｙａｎ Ｐｉｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｌｙ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｉｎ ｔｉｐ ｐｌａｎｅ ｇａｐｓ ｏｆ ａｉｒＥＪ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ ｏｎ Ｐｌａｓｍａ Ｓｃｉ，２００６．３４（５）：１６２０ １６２５． Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ—ｐｕｌｓｅｄ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｔ １ ２０ ｋＶ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ Ｚｈａｎｇ Ｃｈｅｎｇ ，Ｓｈａｏ Ｔａｏ ～，Ｘｕ Ｊｉａｙｕ ， Ｍａ Ｈａｏ ，Ｘｕ Ｒｏｎｇ ，Ｙａｎ Ｐｉｎｇ ’。 （１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｙ’Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｒｉｖｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｃｈｉｎａ ３．Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ａｎ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｐｕｌｓｅｓ ｏｆ １ ５ ｎｓ ｒｉｓｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ ３０ ｔｏ ４０ ｎｓ ｄｕｒａｔｉｏｎ，ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｎ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ—ｐｕｌｓｅ ｒｅｇｉｍｅ ａｔ １２０ ｋＶ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ ｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｎａｎｏｓｅ ｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅｄ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｍａｇｅｓ ａｎｄ Ｘ—ｒａｙ ｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ Ｘ ｒａｙ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｃｃｕｒｓ ｉｎ ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅｄ ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｗｅａｋ．Ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｓ ｏｆ Ｘ ｒａｙｓ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｉｒ ｇａｐ ｓｐａｃｉｎｇ ｂｕｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇａｐ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｐｕｌｓｅ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ，ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｃｏｒｏｎａ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｒｅ ｅａｓｉｌｙ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｔ ｈｉｇｈ ｐｕｌｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄ ｐｕｌｓｅ； ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ； ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｉｒ；ｐｕｌｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；Ｘ ｒａｙｓ
