Základní mechanismy nanosekundového výboje v kapalné vodě
ID projektu:GA18-04676S
Poskytovatel:Grantová agentura České republiky
Období:01.01.2018 - 31.12.2020
Příjemce - koordinátorÚstav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i., Praha
Hlavní řešitel:RNDr. Milan Šimek, Ph.D.
Spolupříjemce / hl. řešitel(é):Masarykova univerzita v Brně -- Mgr. Zdeněk Bonaventura Ph.D.
Spoluřešitelé z ÚFPV. Prukner, J. Schmidt, B. Pongrác, P. Hoffer, V. Babický, P. Lukeš

Cíle projektu: Hodláme objasnit mikroskopické mechanismy které jsou zodpovědné za vznik a generaci mikroplazmatu v kapalné vodě v (sub)nanosekundových časových škálách. Budeme zkoumat jevy zodpovědné za iniciaci výbojů počínaje generací prvních elektronů, jejich multiplikací následovanou vznikem ionizačních vln vedoucích k expanzi plazmových filamentů. Použijeme technik časově rozlišené ICCD mikroskopie, optické emise, absorpce a rozptylových technik. Objasníme dynamiku šíření, morfologii a optické charakteristiky mikrovýbojů generovaných v deionizované kapalné vodě prostřednictvím nanosekundových VN pulsů s rychlou nástupní hranou v elektrodové geometrii hrot-rovina. Experimentální výsledky budou konfrontovány s numerickými modely.

Související výsledky:

Bonaventura Z., Bílek P., Tungli J., Šimek M.: Analysis of secondary emission mechanism in electron avalanches propagating in cylindrical nanoruptures in liquid water. Plasma Sources Science & Technology 31 [3] (2022) č. článku 035003. [ Link ]

Hoffer P., Bílek P., Prukner V., Bonaventura Z., Šimek M.: Dynamics of macro- and micro-bubbles induced by nanosecond discharge in liquid water. Plasma Sources Science & Technology 31 [1] (2022) č. článku 015005. [ Link ]

Adamovich I., Agarwal S., Ahedo E., Alves L. L., Baalrud S., Babaeva N., Bogaerts A., Bourdon A., Bruggeman P.J., Canal C., Choi E. H., Coulombe S., Donkó B., Graves D.B., Hamaguchi S., Hegemann D., Hori M., Kim H. H., Kroesen G. M.W., Kushner M.J., Laricchiuta P., Li X., Magini A. G., Mededovic Thagard S., Miller V., Murphy A.B., Oehrlein G. S., Puac N., Sankaran R. M., Samukawa S., Shiratani M., Šimek M., Tarasenko N., Terashima K., Thomas E., Trieschmann J., Tsikata S., Turner M. M., van der Walt I.J., van de Sanden MCM., von Woedtke T.: The 2022 Plasma Roadmap: low temperature plasma science and technology. Journal of Physics D-Applied Physics 55 [37] (2022) č. článku 373001. [ Link ]

Prukner V., Schmidt J., Hoffer P., Šimek M.: Demonstration of Dynamics of Nanosecond Discharge in Liquid Water Using Four-Channel Time-Resolved ICCD Microscopy. - [4] (2021) 183-200. E. [ Link ]

Bílek P., Tungli J., Bonaventura Z., Šimek M.: Initiation of nanosecond electrical breakdown in liquid water: Electron multiplication in long nanocavities. 47th EPS Conference on Plasma Physics. Vol. 45A. Mulhouse: European Physical Society, 2021, 2021-June (2021), s. 49-52, č. článku O2.303. ISBN 979-10-96389-13-1. [ Link ]
[47th EPS Conference on Plasma Physics. Virtual Conference (ES), 21.06.2021-25.06.2021]

Bílek P., Tungli J., Bonaventura Z., Šimek M.: Initiation of nanosecond electrical breakdown in liquid water: Electron multiplication in long nanocavities. 47th EPS Conference on Plasma Physics. Vol. 45A. Mulhouse: European Physical Society, 2021, 2021-June (2021), s. 49-52, č. článku O2.303. ISBN 979-10-96389-13-1. [ Link ]
[47th EPS Conference on Plasma Physics. Virtual Conference (ES), 21.06.2021-25.06.2021]

Hoffer P., Prukner V., Schmidt J., Šimek M.: Shockwaves evolving on nanosecond timescales around individual micro-discharge filaments in deionised water. Journal of Physics D-Applied Physics 54 [28] (2021) č. článku 285202. [ Link ]

Bílek P., Tungli J., Hoder T., Šimek M., Bonaventura Z.: Electron–neutral bremsstrahlung radiation fingerprints the initial stage of nanosecond discharge in liquid water. Plasma Sources Science & Technology 30 [4] (2021) č. článku 04LT01. [ Link ]

Bonaventura Z., Tungli J., Bílek P., Šimek M.: Electron multiplication and avalanching in nanovoids at the initial stage of nanosecond discharge in liquid water. Plasma Sources Science & Technology 30 [6] (2021) č. článku 065023. [ Link ]

Hoffer P., Prukner V., Schmidt J., Šimek M.: Picosecond interferometry and analysis of pressure fields around nanosecond microdischarge filaments that develop in deionized water. Japanese Journal of Applied Physics 59 [H] (2020) č. článku SHHA08. [ Link ]

Šimek M., Hoffer P., Prukner V., Schmidt J.: Disentangling dark and luminous phases of nanosecond discharges developing in liquid water. Plasma Sources Science & Technology 29 [9] (2020) č. článku 095001. [ Link ]

Pongrác B., Šimek M., Ondáč P., Člupek M., Babický V., Lukeš P.: Velocity of initial propagation of positive nanosecond discharge in liquid water: dependence on high voltage amplitude and water conductivity. Plasma Sources Science & Technology 28 [2] (2019) č. článku 02LT02. [ Link ]

Bílek P., Šimek M., Bonaventura Z.: Electric field determination from intensity ratio of N2+and N-2 bands: nonequilibrium transient discharges in pure nitrogen. Plasma Sources Science & Technology 28 [11] (2019) č. článku 115011. [ Link ]

Bílek P., Šlapanská M., Hoder T., Šimek M., Bonaventura Z.: Simulation of electron interactions with liquid water and processes related to sub-nanosecond electrical breakdown. Europhysics Conference Abstracts. Vol. 42A. European Physical Society, 2018 - (Coda, S.; Berndt, J.; Lapenta, G.; Mantsinen, M.; Michaut, C.; Weber, S.), s. 1656-1659, č. článku P5.1088. ISBN 979-10-96389-08-7. [ Link ]
[45th European Physical Society Conference on Plasma Physics. Praha (CZ), 02.07.2018-06.07.2018]

Kusýn L., Hoffer P., Bonaventura Z., Hoder T.: Automatized analysis of interferometric measurements on nanosecond pulsed discharge in liquid water . [ Link ]
Europhysics Conference Abstracts. Vol. 42A. European Physical Society, 2018 - (Coda, S.; Berndt, J.; Lapenta, G.; Mantsinen, M.; Michaut, C.; Weber, S.). ISBN 979-10-96389-08-7.