Условие самостоятельности разряда

Благодаря действию таких внешних ионизаторов, как радиоактивное излучение Земли, ультрафиолетовое излучение Солнца, космические частицы, вблизи катода будут непрерывно возникать свободные электроны, а в промежутке между электродами образовываться лавины, движение которых создает ток между электродами. Если исключить действие внешнего ионизатора, ток в промежутке прекратится.

Несамостоятельный разряд – процесс, для поддержания которого необходим внешний ионизатор.

Самостоятельный разряд –разряд, который может существовать в отсутствие внешнего ионизатора.

Для возникновения самостоятельного разряда необходимо, чтобы в результате развития первоначальной лавины появился хотя бы один вторичный электрон, способный создать новую лавину.

Разряд из несамостоятельного может перейти в самостоятельный, если увеличить приложенное к электродам напряжение.

При самостоятельной форме разряда лавинный процесс возобновляется, поскольку сама первичная лавина (и последующие вторичные тоже) создает условие для возобновления процесса.

Условия возобновления:

1) оставшиеся после прохождения лавины положительные ионы, двигаясь к катоду, бомбардируют его и вызывают эмиссию электронов из катода;

2) возбужденные атомы и молекулы, образующиеся наряду с ионизацией, испускают фотоны, которые могут приводить как к фотоионизации в объеме промежутка, так и к фотоэмиссии электронов из катода.

Образующиеся таким образом вторичныеэлектроны приводят снова к образованию лавин в разрядном промежутке.

Количество положительных ионов, оставшихся в промежутке после

прохождения лавины, равно количеству электронов в лавине (1.11), исключая начальный электрон, т. е.:

.                                    (1.12)

Электроны, выбитые из катода, не все участвуют в образовании вторичных лавин. Часть электронов рекомбинирует с положительными ионами. Суммарный процесс образования вторичных электронов из катода характеризуется коэффициентом вторичной ионизации γ. Коэффициент γ зависит от материала катода, состава и давления газа, и всегда γ << 1. Количество вторичных электронов, образованных после прохождения первичной лавины, при самостоятельной форме разряда будет:

.                               (1.13)

Уравнение (1.13) есть условие самостоятельности развития разряда

в газовом промежутке. Оно показывает, что в результате прохождения первичной лавины необходимо образование, как минимум, одного эффективного электрона, способного зажечь вторичную лавину.