Electrostatic discharges during the joint impact of electrons and electromagnetic radiation on glass K-208

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Electrostatic discharges and radiation-stimulated leakage currents were studied under separate and combined action of 10–40 keV electrons and solar electromagnetic radiation on K-208 glass samples used as cover glass for solar batteries and reflective elements for spacecraft thermal radiators. The values of the electron flux density (ϕ) were changed in the range of (5 × 108–1 × 1011) cm–2·s–1, the electromagnetic radiation flux corresponded to one equivalent of solar illumination. Irradiation was carried out in a vacuum of 10–4 Pa. During irradiation, two types of discharges were observed: the first type is a discharge from a cone-shaped microprotrusion on the glass surface into the surrounding ionized medium; the second type of discharge developed along the irradiated surface leaving about 100 nm wide and up to 2 nm deep discharge channels on it. Discharges of both types were accompanied by plasma emissions and generation of electromagnetic pulses. The dependences of the discharge frequency and leakage currents on the parameter ϕ for electron and combined irradiation were obtained. It was found that for fixed electron energy, discharges of the second type on the samples surface in the case of combined irradiation occur at a lower ϕ value than in the case of electron irradiation. It was also found that with combined action the share of breakdowns of cover glass samples on the conductive substrate in the events recorded in the experiments increases significantly. The share of breakdowns of glass samples also increases with increasing energy of the impacting electrons.

About the authors

R. K. Khasanshin

NPO “Kompozit”; Bauman Moscow State Technical University

Email: rhkhas@mail.ru
Korolev, 141070 Russia; Moscow, 105005 Russia

L. S. Novikov

Skobeltsyn Research Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University

Moscow, 105005 Russia; Moscow, 119991 Russia

D. V. Uvarov

NPO “Kompozit”

Korolev, 141070 Russia

References

  1. Norris C.B., Eernisse E.P. // J. Appl. Phys. 1974. V. 45. Iss. 9. P. 3876. https://doi.org/10.1063/1.1663878
  2. Primak W., Kampwirt R. // J. Appl. Phys. 1968. V. 39. Iss. 12. P. 5651. https://doi.org/10.1063/1.1656029
  3. Gavenda T., Gedeon O., Jurek K. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2014 V. 322. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2013.12.017
  4. Ollier N., Boizot B., Reynard B., Ghaleb D., Petite G. // J. Nucl. Mater. 2005. V. 340. P. 209.
  5. Boizot B., Petite G., Ghaleb D., Pellerin N., Fayon F., Reynard B., Calas G. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2000. V. 166. P. 500.
  6. Chen L., Wang T.S., Zhang G.F., Yang K.J., Peng H.B., Zhang L.M. // Chin. Phys. B. 2013. V. 22. P. 126101.
  7. Хасаншин Р.Х., Новиков Л.С., Применко Д.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 9. С. 47. https://doi.org/10.31857/S1028096020090113
  8. Хасаншин Р.Х., Новиков Л.С., Коровин С.Б. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2017. № 9. С. 28. https://doi.org/10.7868/S0207352817090049
  9. Ferguson D.C., Wimberly S.C. The Best GEO Daytime Spacecraft Charging Index. // Proc. 50th AIAA Aerospace Sci. Mtg, Dallas, Texas. 2013. P. AIAA 2013-0810. https://doi.org/10.2514/6.2013-810
  10. Messenger S.R., Wong F., Hoang B., Cress C.D., Walters R.J., Kleuver C.A., Jones G. // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2014. V. 61. № 6. P. 3348. https://doi.org/10.1109/TNS.2014.2364894
  11. Toyoda K., Okumura T., Hosoda S., Cho M. // J. Spacecraft Rockets. 2005. V. 42. № 5. P. 947. https://doi.org/https://doi.org/10.2514/1.11602 .
  12. Liu Y., Feng W., Wang S., Huang J., Tang X., Wang Zh. GEO Spacecraft potential estimation in worst-case environment by SPIS. // Proc. 14th Spacecraft Charging Technology Conference, ESA/ESTEC, Noordwijk, NL. 2016.
  13. Модель космоса. Вып. 8. Т. 2. / Ред. Новиков Л.С. М.: Изд. МГУ, 2007.
  14. Zhang G.F., Wang T.S., Yang K.J., Chen L., Zhang L.M., Peng H.B, Yuan W., Tian, F. // Nucl. Instr. Methods Phys. Res. B. 2013. V. 316. P. 218. https://doi.org/10.1016/j.nimb
  15. Boizot B., Petite G., Ghaleb D., Reynard B., Calas G. // J. Non-Cryst. Solids. 1999. V. 243. P. 268.
  16. Boizot B., Petite G., Ghaleb D., Calas G. // J. Non-Cryst. Solids. 2001. V. 283. P. 179.
  17. Sun K., Wang L.M., Ewing R.C., Weber W.J. // Philos. Mag. 2005. V. 85. P. 597.
  18. Chen L., Wang T.S., Zhang G.F., Yang K.J., Peng H.B., Zhang L.M. // Chinese. Phys. B. 2013. V. 22. P. 126101.
  19. Masui H., Toyoda K., Cho M. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2008. V. 36. P. 2387. https://doi.org/10.1109/TPS.2008.2003191
  20. Khasanshin R.H., Novikov L.S. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2019. V: 47. № 8. P. 3796. https://doi.org/10.1109/TPS.2019.2916210
  21. Ferguson D.C., Katz I. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2015. V. 43. № 9. P. 3021. https://doi.org/10.1109/TPS.2015.2432718
  22. Cho M., Kawakita S., Nakamura M., Takahashi M., Sato T., Nozaki Y. // J. Spacecraft Rockets. 2005. V. 42. № 4. P. 740. https://doi.org/10.2514/1.6694
  23. Khasanshin R.H., Novikov L.S. // Adv. Space Res. 2016. V. 57. P. 2187. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2016.02.23
  24. Purvis C., Garrett H.B., Whittlesey A.C., Stevens N.J. // NASA Tech. 1984. P. 2361.
  25. Свечкин В.П., Савельев А.А., Соколова С.П., Бороздина О.В. // Космич. техника и технология. 2017. № 2. С. 99.
  26. Хасаншин Р.Х., Новиков Л.С. // Перспективные материалы. 2023. № 1. С. 19. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2023-1-19-27
  27. Хасаншин Р.Х., Уваров Д.В. // Известия РАН: Сер. физ. 2024. Т. 88. № 4. C. 454.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».