离子灵敏探针及其在磁镜装置中的应用

使用离子灵敏探针(ISP)对MM-2U简单磁镜装置中等离子体的离子温度和电子温度进行了测量。描述了这种静电离子探针的工作原理及主要的设计参数。对从探针特性曲线得到的离子温度及密度也予以讨论。     

HL—1M装置边缘等离子体测量

本文研究了ＨＬ－１Ｍ装置运行初期第一壁材料对等离子体删削层杂质流通量及分布的影响，并与ＨＬ－１装置的结果进行比较。利用热通量探针测量，给出了ＨＬ－１和ＨＬ－１Ｍ装置删削层的热通量分布。在不同运行状态下，利用马赫探针组，测量了ＨＬ－１Ｍ装置边缘等离子体流的变化特性。     

HER磁镜上硬X射线和热电子测量

一、引言 磁镜运行中,为了要知道它在电子回旋共振加热(ECRH)下形成热电子的参数,我们测量了硬X射线能谱、硬X射线发射的时间特性、不同磁场强度下形成热电子环的位置、以及热电子的脉冲幅度分布等。 HER是中国科学院等离子体物理研究所简单型磁镜装置,它的几何尺寸是,真空室长     

等离子体流注入实验

本文叙述简单磁镜中,等离子体流注入的实验结果。被磁镜场捕获的等离子体驱动了m=1的交换不稳定性,等离子体发生破裂的临界β值约5％,导电壁的线结效应对交换模有稳定作用。     

磁镜装置中ECR等离子体硬X射线强度观测

本文描述用硬X射线针孔成象法测量简单磁镜装置中ECR等离子体辐射特性的方法及其结果。这种非破坏性的成象法,直接显示了热电子等离子体的空间分布,一次放电可成一帧清晰的象,且由此可得出二维的等发射强度线。大量结果表明电子环是非轴对称的,并非为一个整环,而是在微波注入口的对面有一个缺口。当微波功率改变时,环也在改变。     

简单磁镜中热电子等离子体的基本特性

本文叙述了简单磁镜中,热电子等离子体的实验结果。微波在基频共振层击穿气体产生等离子体,二次偕振加热产生热电子环。等离子体激发了低频交换模和漂移波,热电子环对等离子体的扰动有稳定作用。     

低温等离子体数值模拟方法的分析比较

分析比较了低温等离子体模拟中采用的流体模型、粒子模型和混合模拟方法及在放电特性分析中采用的电路模拟方法。给出了每种方法的基本原理,探讨了它们的适应性。利用粒子模型对外磁镜场作用下四阳极装置辉光放电所产生等离子体进行了模拟,分析了磁场对电子密度径向分布的影响。     

面向复杂求解域的高效粒子网格/蒙特卡罗模型与阳极层离子源仿真

等离子体仿真是研究等离子体放电特性的重要手段,特别是阳极层离子源,其放电结构的几何特性对等离子体特性的作用很难通过实验手段进行系统研究.然而,传统仿真模型一般是针对离子源进行整体建模,离子源的阴阳极几何轮廓形成的复杂求解域,导致模型的计算效率和收敛性较差.鉴于此,将离子源结构仿真与等离子体仿真分离,首先利用磁镜原理将离子源内外阴极大小、形状和相对位置等一系列阴极几何参数简化为磁镜比R_m和磁镜中心磁感应强度B₀两个磁镜参数,并在此基础上,建立了高效粒子网格/蒙特卡罗模型,将收敛时间由1.00μs缩短到0.45μs,大幅提升了计算效率和稳定性.进一步利用该模型系统研究了阳极层离子源放电结构的几何特性对等离子体特性的影响规律,发现R_m=2.50, B₀=36 mT时磁镜对等离子体约束效果最佳,当放电中心的位置与内外阴极间磁镜中心重合时,不仅能够输出高密度离子束流,同时可大幅减少阴极刻蚀,并保证内外阴极的刻蚀平衡.     

静电堵漏串级镜MM－4U的约束位形的理论研究

本文分析了双会切静电堵漏串级磁镜ＭＭ－４Ｕ中粒子损失的可能机制，考虑了等离子体粒子能量的切断，从平衡的Ｖｌａｓｏｖ方程的解出发，数值求解了一组静态的达朗倍尔方程，即Ｐｏｉｓｓｏｎ方程和Ｍａｘｗｅｌｌ方程，得到了等离子体电位、密度及非中性度（净余电子数密度）分布。结果表明，堵漏电压及堵漏电极极板的几何位形、磁场位形及磁场大小、电子温度及电子－离子温度比在串级磁镜的约束位形的形成中起着重要的作用。     

非对称磁镜场电子回旋共振氧等离子体刻蚀化学气相沉积金刚石膜

分别应用郎缪尔双探针和离子灵敏探针对非对称磁镜场电子回旋共振氧等离子体的电子参数、空间分布和离子参数进行了测量,分析了气压对等离子体参数及空间分布的影响。利用该等离子体在优化的气压条件下对化学气相沉积金刚石膜进行了刻蚀,并研究了刻蚀机理。结果表明:电子温度为5~10 eV,离子温度为1 eV左右,而等离子体数密度在1010cm-3数量级。随气压的升高,电子和离子温度降低,而电子数密度先增大后减小。在低气压下等离子体数密度空间分布更均匀,优化的刻蚀气压为0.1 Pa。刻蚀过程中,离子的回旋运动特性得到了加强,有利于平行于金刚石膜表面的刻蚀,有效地保护了金刚石膜的晶界和缺陷。     

闪烁法测量热电子等离子体电子温度

在稳态磁镜装置中,用电子束和等离子体相互作用的方法产生了热电子氢等离子体。利用闪烁谱仪测量了高能电子轫致辐射能谱,从能谱的斜率得到热电子的温度为46keV。测量了热电子温度与电子束能量、氢气压强、磁场强度的关系,对测量结果进行了分析讨论。     

静电堵漏串级镜MM—4U贩约束位形的理论研究

本文分析了双会切静电堵漏串级磁镜ＭＭ－４Ｕ中粒子损失的可能机制，考虑了 等离子体粒子能量的切断，从平衡的Ｖｌａｓｏｖ方程的解出发，数值求解了一组静态的达朗倍尔方程，即Ｐｏｉｓｓｏｎ方程和Ｍａｘｗｅｌｌ方程，得到了等离子体电位，密度及非中性度（净余电子数密度）分布。结果表明，堵漏电压及堵漏电极板的几何位形，磁场位形及磁场大小，电子温度电子－离子温度比在串级磁镜的束位形的形成中起着重要的作用。     

电子回旋共振微波等离子体及其在材料科学中的应用

 低气压、低温放电方面的一个重要的最新进展是电子回旋共振(ECR)放电。这种技术首先是在核聚变研究中发展起来的。最初,它被用于磁镜实验装置产生和加热等离子体,后来,又被发展成为托卡马克、串级磁镜等聚变装置实验中进行等离子体加热的主要手段之一,即电子回旋共振加热(ECRH)。目前,这一高技术已被移植到各种低温等离子体应用之中,显示了蓬勃的生命力。电子回旋共振微波等离子体是指:当输入的微波频率ω等于电子回旋共振频率ωce时,微波能量可以共振耦合给电子,获得能量的电子电离中性气体,产生放电。电子回旋频率为ωce=eB/m,e和m为电子电荷及其质量,B是磁场强度。     

HL-2Aװ�õ�ECRHʵ���ƫ��������

用HL-2A装置下偏滤器靶板上的14组嵌入式静电三探针阵列和外偏滤器室的电动扫描四探针组,测量了同一环向截面的内外中性化板上的电子温度、密度、悬浮电位及其分布,以及电子回旋加热(ECRH)实验期间的等离子体行为。研究了偏滤器中等离子体参数的分布及非对称性以及等离子体的形成、物理特性和改善粒子的约束特性。     

HL-2A等离子体边缘的快速单探针测量

介绍了对HL-2A装置中平面边缘等离子体的单探针测量。单探针是安装在可径向移动、并可绕轴旋 转360o的传动杆上的。在1MHz的快速采样频率下,测量了主等离子体边缘的温度、密度、悬浮电位、空间电位、极 向等离子体流速的径向分布。测量的结果表明,利用单探针测量的主等离子体边缘参数与朗缪尔四探针测量结果 基本一致。     

回旋管磁场电流调节器的改进

一、引言 最近,用电子回旋共振加热(ECRH)产生热电子等离子体引起了人们很大兴趣。为开展ECRH在聚变装置的应用研究,我们在一个简单磁镜MM-2中,用频率15千兆赫回旋管建立热电子等离子体,并开展了一系列热电子环物理实验研究。在该装置实验中,我们发现,回旋管正常工作的关键是它的主磁场电源的稳定度。它要求电源输出500A时,电流稳定度优于0.05％。最早该电源用28只三极管并联作为电流调节器,由于管子参数分散性大,均流和     

用于半导体加工的腔耦合－磁多极型ECR源的研究

本实验室研制出一台谐振腔耦合一多极场位形的电子回旋共振（ＥＣＲ）微波等离子体源（ＭＥＰ）。采用朗谬探针和离子能量分析器，测量了ＭＥＰ中Ａｒ等离子体的放电特性。实验结果表明．ＭＥＰ能在很宽的运行参数范围，高效率地产生具有较高密度、较低离子温度和空间电位的大面积均匀等离子体，特别适合于半导体加工应用研究。     

用于MM3装置实验的微型计算机数据采集和处理系统

本文介绍了APPLE-Ⅱ微型计算机构成的数据采集和处理系统,及其在MM3稳态磁镜实验装置上进行的数据采集、数据处理,由此而获得的等离子体有关温度、密度和电位等参数。     

用于半导体加工的腔耦合—磁多极型ECR源的研究

本实验室研制出一台谐振腔耦合－多极场位形的电子回旋共振（ＥＣＲ）微波等离子体源（ＭＥＰ）。采用朗谬探针和离子能量分析器，测量了ＭＥＰ中Ａｒ等离子体的放电特性。实验结果表明，ＭＥＰ能在很宽的运行参数范围，高效率地产生具有较高密度、较低离子温度和空间电位的大面积均匀等离子体，特别适合于半导体加工应用研究。     

“荧光-1”实验装置研制与调试

荧光-1是一套分时放电的大电流脉冲功率实验装置,主要用于反场构形预加热磁化等离子体靶（FRC）形成的物理过程、高温高密度磁化等离子体约束特性等研究,未来可作为磁化靶聚变研究的等离子体注入器。主要介绍该实验装置的构成及其调试实验结果,并简要描述在该装置上开展的FRC等离子体靶初步物理实验进展。调试实验结果表明,荧光-1实验装置初始磁场、磁镜、气体电离、箍缩分系统的放电电流/磁场或感应电场可分别达到110 kA/0.3 T,10 kA/1.2 T,400 kA/0.25 kV/cm,1.7 MA/3.4 T。初步物理实验获得的FRC等离子体靶参数为:靶分界面半径约4 cm、等离子体密度3.51016 cm-3、等离子体温度约200 eV、靶寿命约3 s,同时清晰地观察到了FRC靶形成物理过程。分幅相机获取图像与二维磁流体程序计算图像基本吻合,验证了该装置的物理设计思路,也展示了该装置具备的物理实验能力。