高气压氦气平行极板击穿电压及场致发射的影响
Breakdown voltage of high pressure helium parallel plates and effect of field emission作者机构：清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2021年第70卷第13期
页 面：222-231页
核心收录：
学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学]
摘 要：本文建立了高气压下的氦气放电模型,通过与试验对比,验证了模型的有效性,并利用该模型对高气压下“场致发射的影响进行了探讨.通过Fowler-Nordheim方程将电流密度转化为电子通量,并将电子通量添加到COMSOL相应的壁边界条件中进行仿真,在宏观层面(击穿电压)以及微观层面(空间电子密度)进行分析.研究发现,场致发射电流密度J由电场强度E、场增强因子以及金属逸出功W共同决定;β=300时场致发射的影响可以忽略,而对于β=400、电场强度10 MV/m以上的工况,场致发射对击穿的影响较大;对于以铜为平行平板电极的氦气击穿来说,电场强度E小于8 MV/m时可以忽视场致发射的作用;在微观层面上,场致发射能够给放电空间提供新的“种子电子,进而提升整个空间的电子密度,使得粒子碰撞反应加剧,最终导致击穿.
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