Strumieniowa teoria rozpadu elektrycznego gazów
Samo słowo „przepływ” jest tłumaczone jako „przepływ”. W związku z tym „streamer” to zestaw cienkich rozgałęzionych kanałów, przez które elektrony i atomy zjonizowanego gazu poruszają się w rodzaju przepływu. W rzeczywistości streamer jest prekursorem wyładowania koronowego lub iskrowego w warunkach stosunkowo wysokiego ciśnienia gazu i stosunkowo dużego odstępu między elektrodami.
Rozgałęzione świecące kanały streamera wydłużają się i ostatecznie zachodzą na siebie, zamykając szczelinę między elektrodami - tworzą się ciągłe przewodzące włókna (iskry) i kanały iskrowe. Powstaniu kanału iskrowego towarzyszy wzrost prądu w nim, gwałtowny wzrost ciśnienia i pojawienie się fali uderzeniowej na granicy kanału, którą słyszymy jako trzask iskier (grzmot i błyskawica w miniaturze).
Głowica streamera, znajdująca się z przodu gwintu kanału, świeci najjaśniej. W zależności od rodzaju ośrodka gazowego między elektrodami, kierunek ruchu głowicy streamera może być jedną z dwóch rzeczy, rozróżniając w ten sposób streamery anodowe i katodowe.
Ogólnie rzecz biorąc, streamer to etap zniszczenia, który leży między iskrą a lawiną. Jeśli odległość między elektrodami jest niewielka, a ciśnienie ośrodka gazowego między nimi niskie, wówczas stopień lawinowy omija streamer i przechodzi bezpośrednio do stopnia iskrowego.
W przeciwieństwie do lawiny elektronowej, streamer charakteryzuje się dużą prędkością (około 0,3% prędkości światła) propagacji głowicy streamera do anody lub katody, która jest wielokrotnie większa niż prędkość dryfu elektronów po prostu w zewnętrznym polu elektrycznym.
Przy ciśnieniu atmosferycznym i w odległości 1 cm między elektrodami prędkość propagacji głowicy streamera katodowego jest 100 razy większa niż prędkość lawiny elektronowej. Z tego powodu streamer jest traktowany jako osobny etap wstępnego rozpadu wyładowania elektrycznego na gaz.
Heinz Ratner, eksperymentując w 1962 roku z kamerą Wilsona, zaobserwował przejście lawiny w streamer. Leonard Loeb i John Meek (a także Raettner niezależnie) zaproponowali model streamera, który wyjaśnia, dlaczego samopodtrzymujące się wyładowania powstają z tak dużą szybkością.
Faktem jest, że dwa czynniki prowadzą do dużej prędkości ruchu głowicy streamera. Pierwszym czynnikiem jest to, że gaz znajdujący się przed głowicą jest wzbudzany przez promieniowanie rezonansowe, co prowadzi do pojawienia się tzw. Wolne elektrony w nasionach podczas asocjacyjnej reakcji jonizacji.
Elektrony zarodkowe powstają wzdłuż kanału wydajniej niż w przypadku bezpośredniej fotojonizacji.Drugim czynnikiem jest to, że natężenie pola elektrycznego ładunku przestrzennego w pobliżu głowicy streamera przekracza średnie natężenie pola elektrycznego w szczelinie, osiągając w ten sposób wysoki stopień jonizacji podczas propagacji czoła streamera.
Powyższy rysunek przedstawia schemat tworzenia streamera katodowego. Kiedy czoło lawiny elektronów dotarło do anody, za nią w przestrzeni międzyelektrodowej znajdował się jeszcze warkocz w postaci chmury jonów. Tutaj, w wyniku fotojonizacji gazu, pojawiają się lawiny pochodne, które przyczepiają się do tej chmury jonów dodatnich. Ładunek staje się coraz gęstszy iw ten sposób uzyskuje się samorozprzestrzeniający się przepływ ładunku dodatniego - sam streamer.
Teoretycznie w tym miejscu w przestrzeni między elektrodami, w którym lawina zamienia się w streamer, w pewnym momencie znajduje się punkt, w którym całkowite pole elektryczne (pole elektryczne wytwarzane przez elektrody i pole ładunku przestrzennego głowicy streamera ) znika. Zakłada się, że punkt ten leży wzdłuż osi lawiny. Zasadniczo front streamera to nieliniowa fala jonizacji, fala ładunku kosmicznego, która pojawia się w wolnej przestrzeni jako fala spalania.
Do powstania czoła streamera katodowego niezbędna jest emisja promieniowania poza granice szczeliny między elektrodami.W momencie, gdy natężenie pola elektrycznego w głowicy streamera osiąga wartość krytyczną, odpowiadającą początkowi wycieku elektronów, lokalna równowaga między polem elektrycznym a rozkładem prędkości elektronów zostaje zaburzona, co generalnie znacznie komplikuje model streamera elektryczne przebicie gazu.