Fabry-Perot干涉仪用于托卡马克等离子体氢氘比测量

本文在国内首次将Fabry-perot干涉仪用于托卡马克等离子体诊断。实验采用一台压电驱动式Fabry-perot干涉仪通过对H_α和D_α谱线轮廓的测量来推算等离子体的氢氘含量比,从而避免了在传统的氢氘比测量中因重复放电所引起的不准确性。     

快重离子辐照C60薄膜的强电子激发效应研究

利用能量为2.0GeV的¹³⁶Xe和2.7GeV的²³⁸U离子对C₆₀薄膜进行了辐照,并用傅立叶变换红外光谱、X射线衍射谱和拉曼散射技术分析了辐照过的C₆₀样品,在傅立叶变换红外光谱上,首次观察到一个位于670cm^－1处的,表征未知结构的新峰,研究了其强度随电子能损和辐照剂量的变化规律.分析结果表明,电子能量转移主导了C₆₀薄膜的损伤过程;而损伤的部分恢复是由强电子激发的退火效应引起的;另外,离子的速度在损伤的建立过程中也起了一定的作用     

大气压等离子体辅助多晶硅薄膜化学气相沉积参数诊断

本文采用发射光谱法诊断了大气压下Ar气、SiCl₄及H₂气混合气体（Ar/SiCl₄/H₂）射频放电等离子体射流特性.利用Si原子谱线强度计算了电子激发温度并以此估算了Si原子数密度,研究了射频功率及气体流量对电子激发温度和Si原子数密度以及SiCl₄解离率的作用.     

氢气放电源打靶的较完整新谱系实验测量

 为了能够实现明确和清晰地同时测出氢气放电源打靶的较完整新谱系，使用氢气放电中的电子和X射线等直接打靶，在衍射角和测量角均为45°时，测量氢气放电源打靶的较完整新谱系。实验同时测到了3组6条氢气放电源打靶的新谱系，它们是：（2.25±0.07）和（2.56±0.08） keV；（3.25±0.10）和（3.62±0.11） keV；（4.42±0.13）和（4.79±0.15） keV。这6条新谱线表征了未知粒子的能级特性，是未知粒子存在的标志。未知粒子在靶中能储存一年以上，测得的未知粒子能级谱线能量为keV量级，氢气放电源中粒子为已知粒子，据此可以认为未知粒子是一种新原子态氢原子。     

草酸铕颗粒微米层状颗粒的合成及其光学性能

在室温条件下, 以柠檬酸钠为辅助剂, 通过简单沉淀法合成了草酸铕Eu₂(C₂O₄)₃·10H₂O微米层状颗粒. 应用X射线衍射、X射线电子能谱、场发射扫描电子显微镜、光致发光光谱对Eu₂(C₂O₄)₃·10H₂O结构与性能进行了表征. 讨论了草酸铕微米层状颗粒可能的形成机理.     

C3N4的高温高压同步辐射研究

利用激光加热金刚石对顶砧技术在高温高压条件下合成了纯beta相和立方相C₃N₄beta相C₃N₄所属对称群为P63/M (176).对石墨相与beta相C₃N₄的X射线衍射结果进行了精确分析, 得到优化晶胞参数.原位高压同步辐射X射线衍射分析表明, 在6GPa时由beta相到立方相C₃N₄的相转变已经发生, 之后两相共存直到19GPa时相变结束得到纯立方相C₃N₄.     

用云母弯晶谱仪探测Z箍缩等离子体X射线光谱

 为了研究Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱,研制了可用于“阳”加速器上探测宽频谱范围的X射线椭圆弯曲晶体谱仪。该谱仪晶体分析器采用云母材料,椭圆焦距为1 350 mm,离心率为0.948 5,覆盖布拉格范围为30°~60°,可探测X射线波长范围为0.10~1.73 nm(0.86~1.00 nm除外),用X射线胶片接收光谱信号。探测实验在中国工程物理研究院“阳”加速器上进行,实验结果表明:谱仪获取了氩的类氢共振线L_ya及其伴线、类氦共振线(1s2p¹P₁-1s2¹S₀)w线及磁四级M₂2跃迁(1s2p³P₂-1s²¹S₀)x线、互组合跃迁(1s2p³P₁-1s²¹S­₀)y线、禁戒谱线(1s2p³S₁-1s²¹S₀)z线和K­_-a线,谱线分辨率达到564。实验证明弯晶谱仪适合于Z箍缩等离子体X射线光谱学诊断。     

Phase Behavior of Liquid Crystals Formed in [C12mim]Cl/H2O and [C12mim]Cl/Alcohols Systems

利用偏光显微镜及小角X射线散射研究了25 °C下由1-十二烷基-3-甲基咪唑氯化物[C₁₂mim]Cl和水、[C₁₂mim]Cl和不同的醇(正丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇)所形成的二元体系的相行为. 结果表明：[C₁₂mim]Cl和水可以形成六角相,其晶格参数随[C₁₂mim]Cl含量的增多而递减;[C₁₂mim]Cl和不同的醇可以形成层状相,且醇的碳链越长,层状相越易形成. 与水做溶剂相比,在[C₁₂mim]Cl/辛醇体系中,随[C₁₂mim]Cl含量的增加,层状相的层间距反而增大. 通过变温小角X射线散射和差示扫描量热法研究表明：层状相在高于室温的较大温度范围内是稳定的. 由于温度升高使[C₁₂mim]Cl的碳氢链变软并易于缠结,导致层间距随温度的升高而减小. 通过红外光谱可以证明包含咪唑头基、氯离子和辛醇的氢键网络的存在. 疏溶剂力和氢键网络的协同作用是[C₁₂mim]Cl能形成六角相和层状相的关键.     

毛细管放电复合X光激光机制的理论研究

 以毛细管放电泵浦产生的C等离子体中,复合机制产生类H-C离子3d_5/2-2p_3/2跃迁激光线为例,研究毛细管放电复合X光激光中的物理机制。提出在C气中掺入适量的惰气来抑制等离子体被压得过细以至密度过高;在设计实验方案时 ,应该使等离子体在电流峰值之后进入膨胀冷却阶段;还要适当降低毛细管中等离子体初始 密度以增大毛细管半径,使工艺上更容易实现。     

密度渐变多层碳气凝胶靶型的制备

 以间苯二酚-甲醛为原料,结合自制活动式微模具成型工艺制备不同厚度和密度的碳气凝胶薄片,采用密度为10 mg·cm^-3的SiO₂溶胶为“粘合剂”,获得单元薄片厚度在100～580 μm,密度在50～400 mg·cm^-3范围内变化的5层密度渐变碳气凝胶靶型。重点研究了该特殊靶型内部C/SiO₂气凝胶层间界面情况。采用场发射扫描电镜（FESEM）,X射线相衬成像仪等对靶型整体结构及碳气凝胶单元薄片表面和内部微观结构进行了表征。结果表明：胶粘层SiO₂气凝胶厚度约为15 μm,厚度一致,远小于碳气凝胶层厚度且与碳气凝胶薄片的胶粘程度较好,界面平整,靶结构均匀。     

几类源打“新靶”和“旧靶”的对比实验

 根据氢气放电源、X光机X射线源和TiT源打“新靶”和“旧靶”的对比实验结果，证明了在氢气放电过程中产生了一种未知粒子，新谱线正是射线源轰击这种储存在“旧靶”中的未知粒子产生的。以此为依据得到如下推论：探测到的新谱线反映了未知粒子的能级特性，是未知粒子的能级谱线，所以这些新谱线是未知粒子存在的标志。     

靶材料杂质影响新谱线产生的实验验证

 为了验证氢气放电源打靶产生的新谱线不是靶杂质的特征谱线,完成了5项检验实验。其中屏蔽实验和强电子辐照靶的实验证实了新谱线不是来自放电室中的杂质形成的;靶的打磨实验表明靶表面的污染杂质也不能产生新谱线,形成共振峰的实验和新谱线强度随放电电压变化规律的实验结果都证明靶的总杂质不影响新谱线的测量。     

The electron temperature in the plasma of a DC discharge created in a supersonic airflow

The plasma parameters of a pulsating DC discharge created in a supersonic airflow with a Mach number of M = 2 are determined. It is revealed that along with the intense bands of CN and the molecular nitrogen ion, as well as the spectral lines of atomic oxygen, nitrogen, hydrogen and copper, an intense continuous spectrum is observed in the spectrum of the gas-discharge plasma radiation, which is caused by the deceleration of electrons on ions. The dependences of the electron temperature on the discharge current and longitudinal coordinates are determined. It was revealed that the studied plasma is nonequilibrium, with the electron temperature being much higher than the gas temperature.     

杂质元素特征X射线对氢气放电源打靶新谱线的影响

 在氢气放电源打靶的实验中,测到了系列能量恒定不变的低能X射线新谱线,这些新谱线的能量分别为(1.70±0.10) keV, (2.25±0.07) keV,(2.56±0.08) keV,(3.25±0.10) keV和（3.62±0.11） keV,与Si,Ta,S,Cl,K和Ca等元素的特征X射线能量相近,但靶中所含的杂质或来自放电室的杂质元素可能会产生这些能量的X射线谱峰,证实新谱线是否由这些元素的特征X射线干扰所致显得尤为重要。分析了本实验系统中各种杂质的可能来源,论证了放电室端杂质对新谱线的影响,及靶材料中体杂质和面杂质对新谱线的影响;用X射线光电子能谱仪对靶做了表面分析。研究结果表明：杂质元素的特征X射线不会对氢气放电源打靶产生的新谱线有影响。这些新谱线的性质有待进一步的实验研究。     

大气压氩直流微放电光谱研究

微空心阴极放电或微放电是一种能够实现高气压下放电的有效方法。利用不锈钢空心针作阴极,不锈钢网作阳极,进行了大气压氩直流微放电实验研究。测量了大气压氩微放电光谱,发现氩气的发 射谱线主要集中在690～860 nm范围,且全部为氩原子4p—4s的跃迁。实验研究了不同放电电流、气体压强、气体流量与谱线强度之间的关系,发现谱线强度随放电电流、气体流量增加均增加,而谱线强 度随压强变化呈现不同特征：谱线强度随压强的增加先增加后降低,在13.3 kPa时强度最大。此外,选用跃迁波长为763.51和772.42 nm的两条光谱线,利用发射谱线强度比值法测量了氩气微放电等离子 体的电子激发温度。结果显示,其电子激发温度处于2 000～2 800 K之间,且随放电电流的增加而增加,随气体压强和气体流量的增加而降低。     

Emission characteristics of the cathode region of nanosecond discharge in atmospheric-pressure air

The emission spectra of a nanosecond discharge between copper electrodes in atmospheric-pressure air are studied at a high discharge gap overvoltage. The discharge was ignited between two cylindrical electrodes with a small radius of curvature of the working surface. Oscillograms of radiation pulses of spectral lines of copper atoms are also studied. The electron temperature averaged over the pulse is determined from the intensity distributions of the spectral lines of copper atoms.     

常压辉光等离子体催化CH_4转化制C_2烃在线诊断研究

利用发射光谱原位技术对旋转电极辉光等离子体作用下CH4-H2转化反应进行诊断研究,在300~700 nm波长范围内检测到了C,CH,C2,H和H2等激发态物种的发射谱线。利用H原子发射光谱,通过Boltzmann图解法计算了等离子体的激发温度,该激发温度在6 300~6 600 K之间。同时由谱线展宽计算了电子密度,其数量级在1020m-3。     

介质阻挡放电点燃大气压直流均匀放电的光谱研究

由于大气压均匀放电等离子体在工业领域具有广泛的应用前景,为了获得大尺寸的大气压均匀等离子体,采用氩气作为工作气体,在大气压空气环境中利用同轴介质阻挡放电点燃了针-板电极间的大气隙(气隙宽度达到5 cm)直流均匀放电。研究发现,同轴介质阻挡放电能够有效降低针-板电极间的击穿电压。该均匀放电由等离子体柱、等离子体羽、阴极暗区和阴极辉区组成。其中等离子体柱和阴极辉区都是连续放电。而等离子体羽不同位置的放电是不同时的。事实上,等离子体羽放电是由从阴极向着等离子体柱移动的发光光层(即等离子体子弹)叠加而成。利用电学方法测量了放电的伏安特性曲线,发现其与低气压正常辉光放电类似,均具有负斜率。采集了放电的发射光谱,发现存在N₂第二正带系、氩原子和氧原子谱线。通过Boltzmann plot方法对放电等离子体电子激发温度进行了空间分辨测量,发现等离子体柱的电子激发温度比等离子体羽的电子激发温度低。通过分析放电机制,对以上现象进行了定性解释。这些研究结果对大气压均匀放电等离子体源的研制和工业应用具有重要意义。     

大气压氩气介质阻挡放电中的电子激发温度

采用发射光谱强度比法,测量了大气压氩气介质阻挡放电(DBD)中的电子激发温度。实验在690～800 nm的范围内测量了大气压氩气DBD的发射光谱,经分析发现这些谱线全部是氩原子的发射谱线。为了测量电子激发温度,选用相距较近的763.51 nm(2P₆→1S₅),772.42 nm(2P₂→1S₃)的两条光谱线。结果发现电子温度的范围为0.1～0.5 eV,电子激发温度随电压的增加而增加,随流量的增加而减小。实验还发现氩气流动与非流动时电子激发温度有明显的差别。上述结果对介质阻挡放电在工业领域上的应用具有重要意义。