光谱法研究氢等离子体循环机制

利用多道光学分析仪测量Hα线形分布,从线形的分布推出再循环的氢原子主要来源于离子中性化后的反射和氢分子的离解。通过双高斯拟合H_α线形分布,由多普勒频移得出了氢原子的入射速度。从氢原子能量分布上的特征峰得出氢分子的离解方式主要是电离和直接离解。     

HT—6M托卡马克边界粒子循环

利用光学多道分析仪系统进行了高分辨率的Ｈａ谱线线型的测量,从Ｈａ谱线线型直接得出氢原子的能量分布。由能量分布可知 ,发生在等离子体边界的原子,分子过程是离子在孔栏表面中性化后的反射,以及电子碰撞引起的氢分子的激发离解和电离离解。通过高斯拟合,得出了再循环粒的入射速度。     

氢原子能量分布和分子过程

利用多道光学分析仪（ＯＳＭＡ）系统进行了高分辨率的Ｈα的测量,从Ｈα线型分布直接得出氢原子的能量分布,由能量分布可知发生在等离子体边界的原子、分子过程是离子在限制器表面中性化后的反射,以及电子碰撞引起的氢分子的激发离解和电离离解。     

螺旋波激发氢等离子体光谱诊断

利用一套螺旋波激发等离子体化学气相沉积（HWP—CVD）发生装置及发射光谱采集装置，原位诊断了不同入射功率、气压、氢气流量下氢等离子体光谱，研究了激发态氢原子的变化情况、氢分子振动温度的变化和激发态氢分子的相对分布。结果表明：     

高温高密度氢（氘）的物态方程——离解效应研究

 高温高压下流体氢将发生离解化学反应，形成具有相互作用的氢分子和氢原子混合体系，此时粒子间的相互作用复杂。利用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型，将混合物粒子间的相互作用等效为单组分粒子间相互作用，从而简化了对体系的统计热力学处理；并由自由能函数极小化确定化学平衡时各组分含量、体系的内能、压强。研究了温度在10 000 K以下、密度在0.6 g/cm³以下（相应摩尔体积大于3.3 cm³/mol）区间的热致离解和压致离解现象对流体氢（氘）状态方程的影响。所得结果与双组分流体变分理论计算以及第一原理的分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟结果以及二级轻气炮实验数据进行了比较，它们之间的一致性表明：用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型处理氢（氘）分子的离解区域的物态方程是成功的。     

螺旋波激发氢等离子体光谱诊断

 利用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWP-CVD)技术,以氢气为反应气体产生等离子体。通过采集氢的可见到紫外发射光谱，对等离子体进行了原位诊断，由氢Balmer系分析得到了不同实验参数对激发态氢原子相对密度的影响，通过对Fulcher带的分析，得到实验参数对氢振动温度的影响。结果表明：低压氢等离子体状态可借用日冕模型来诊断；激发态氢原子密度随入射功率增加而增加，随压强增加而减少，氢分子振动温度随压强增加先增大后减小；电子温度和电子密度是低压氢等离子体状态变化的关键因素。     

光谱法研究等离子体粒子循环和输运

介绍了三高斯拟合技术,首先用单高斯选点拟合了Hα线形分布的远翼,由谱线的多谱勒展宽得出等离子体离子温度为170 eV,再对剩余量进行双高斯拟合,从多谱勒频移求出反射和解吸粒子入射速度分别为3.0×104 m/s和1×104 m/s,从谱线辐射强度推出再循环粒子由60%反射粒子和40%解吸粒子组成。在简化模型下讨论了粒子的输运行为,算出了氢原子密度、体发射系数和粒子约束时间的分布,均与实验结果相符。分析了粒子入射速度大小对粒子约束时间的影响,结果表明,正常放电下,HT 6M托卡马克粒子约束时间在4~8 ms;反射粒子的速度大小直接决定粒子约束时间的大小和空间分布。     

用交叉分子束研究氟原子与反式1，3-丁二烯分子的反应

利用改进型通用交叉分子束装置和脉冲直流放电产生脉冲氟原子束实验方法 ,研究了氟原子和 1,3 丁二烯分子的反应散射 .只有一个脱氢原子反应通道被观测到 ,没有观测到碳碳单键、碳碳双键断裂以及氟化氢分子的生成 .直接测量到反应产物的角度分布和飞行时间质谱 .通过把实验数据从实验室坐标系转化到质心坐标系 ,得到反应产物在不同质心角度下的平动能分布和角度分布 .从反应产物的三维速度分布 角度分布 通量图中 ,得出氟原子和 1,3 丁二烯反应生成氢原子的过程是通过形成了一个长寿命的中间体     

多普勒展宽和多普勒频移在光谱分析中的应用

分析了多普勒展宽和多普勒频移区别，讨论了高斯拟合和弦积分线形分布的差异。利用多道光学分析仪（OSMA）测量HT-6M托卡马克限制器前Hα线形分布，通过高斯拟合由多普勒展宽和多普勒频移分别得出等离子温度和粒子入射速度。     

介质阻挡放电氢等离子体中氢原子浓度的光谱诊断

在化学气相沉积功能材料等离子体刻蚀及表面处理等过程中, 氢原子起着非常重要的作用。文章详细论述了利用发射光谱技术诊断氢原子的基本原理,以氩气作为内标对介质阻挡放电氢等离子体中的氢原子浓度进行了定量的诊断,研究了氢原子浓度、氢分子解离率随气压的变化规律。发现在0.32到5.1 kPa气压范围内,氢分子的解离率由5.2%下降到0.089%,相应的氢原子浓度由4.9×1015·cm-3下降到1.3×1015·cm-3。文章还研究了氢Balmer系以及氩(750.4 nm)谱线的发射强度随气压、放电电压、频率等放电参数的变化规律。     

金属氢的高压合成机理

 从氢原子间及氢分子间的相互作用入手，提出了固体氢中氢分子在高压作用下解离为氢原子，并以氢原子相互结合成金属氢的微观转化过程的机理。用这样的转化机理，可以解释毛河光等关于固体氢的拉曼光谱频率随高压变化规律的实验结果。     

醌氢醌分子络合物内氢转移协同作用的量子化学研究

本文用ＭＮＤＯ（ＲＨＦ，ＵＨＦ）方法计算了对苯醌和氢醌形成的分子络合物醌氢醌中的氢原子转移（双氢转移：Ｈ２Ｑ＋Ｑ＋Ｑ＋Ｈ２Ｑ；单氢转移：Ｈ２Ｑ＋Ｑ→２ＨＱ），这些转移和电荷转移，生成热以及优化的转移中间态几何构型的关系，模型之一是：氢原子在平行的分子平面之间转移（ｐｐ）；模型之二是：氢原子通过氢键在同一平面内转移（ｚｚ），单氢转移时（可能产生顺磁性），ＵＨＦ计算了（ｚｚ）方式的势垒比（ｐｐ）方式，     

推动人类文明与进步的物理学 量子理论（三）

化学健是分子中各原子结合成分子的力。1927年，海特勒和伦敦用量子力学理论计算了氢分子中的健能，表明氢刍是由两个氢原子的电子在同一分子轨道中自旋配对（自旋取相反方向）合能量降低而成。     

快速H+2在固体中穿行时产生的动力学相互作用力及库仑爆炸图形的演化

模拟了快速Ｈ＋２在固体中穿行时产生的库仑爆炸过程．作用在单个氢离子Ｈ＋上的力分别由阻止力、屏蔽的库仑力及尾力所组成．借助于等离子极点近似介电函数,屏蔽的库仑力和尾力可由线性介电响应理论来确定．假定在初始入射时分子轴相对入射速度方向的取向是随机的．模拟结果表明：由于动力学相互作用力的影响,分子离子在穿行过程中其分子轴的取向明显地偏向于入射速度的方向     

等离子体中重离子碰撞过程的理论研究

本文使用经典轨道蒙卡方法研究了弱耦合等离子体环境中的裸核离子与基态氢原子碰撞的电荷转移和电离过程，碰撞能量在10—900kev／amu范围．粒子问的相互作用使用了含与入射速度相关的动力学效应的Debye-Htickd模型．确定了等离子体屏蔽效应所造成的初态电子坐标与动量的微正则分布．研究了电荷转移和电离过程的总截面与等离子体参数、入射离子电荷、速度的关系．计算结果表明：等离子体环境效应对重离子碰撞过程的影响显著，特别是在低速碰撞时．同时给出了在不同Debye长度（1—50a0）和不同入射离子核电荷数（1～14）条件下的计算结果．     

快速H+2在固体中穿行时产生的动力学相互作用力及库仑爆炸图形的演化

模拟了快速H⁺₂在固体中穿行时产生的库仑爆炸过程．作用在单个氢离子H⁺上的力分别由阻止力、屏蔽的库仑力及尾力所组成．借助于等离子-极点近似介电函数,屏蔽的库仑力和尾力可由线性介电响应理论来确定．假定在初始入射时分子轴相对入射速度方向的取向是随机的．模拟结果表明：由于动力学相互作用力的影响,分子离子在穿行过程中其分子轴的取向明显地偏向于入射速度的方向. 关键词：     

基于氢原子碰撞辐射模型的发射光谱法诊断电子密度

基于碰撞辐射模型,利用氢原子的巴尔末线比对HUST射频负氢离子源等离子体电子密度进行诊断。首先针对HUST离子源等离子体的放电条件,建立了综合考虑氢原子直接激发和氢分子解离激发机制的碰撞辐射模型。基于建立的模型,利用氢原子的巴尔末线比来诊断电子密度。进一步分析了不同的氢原子分子密度比对电子密度诊断的影响,结果表明当电子温度较高,氢分子的解离度较低的等离子体放电状态下,必须同时考虑氢原子直接激发和氢分子解离激发对激发态氢原子的贡献。     

含锰钢表面氢原子/氢分子吸附行为的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了氢原子和氢分子在纯铁表面和锰原子掺杂表面的吸附与解离行为.研究结果表明,氢原子可在纯铁(001)表面稳定吸附,吸附能按照顶位,桥位和心位依次增强;而溶质原子锰降低了氢原子距离表面的位置并强化了氢原子的吸附行为.氢分子在纯铁表面的吸附解离行为取决于氢分子距离模型表面的初始距离和初始空间构型.氢分子平行于纯铁(001)表面时,距离心位1.2?发生解离,而桥位、顶位均不会发生解离;氢分子垂直放置时,距离桥位0.6?、顶位1.0?发生解离,心位不会发生解离.氢分子平行于锰掺杂纯铁(001)表面时,距离桥位0.6?、顶位0.7?、心位1.2?发生解离;氢分子垂直放置时,距离桥位、心位0.8?发生解离,而顶位放置氢分子不发生解离.归纳可知,锰溶质原子掺杂会增加铁基体表面氢原子和氢分子的吸附作用并促进氢分子发生分解.     

二维和三维氢分子中原子间的电子关联的比较

讨论了非正交基（类氢原子的１ｓ态）和正交基下，二维和三维氢分子的基态波函数中，反映原子间电子关联大小的离子键成分与共价键成分的权重之比η随核间距Ｒ的变化情况，分析了两种基下存在差别的原因，认为正交基下反映的情况更为客观，并得出二维氢分子中原子间的电子关联明显强于三维氢分子中原子间的电子关联这一重要结论。     

表面氢对裂纹扩展的影响

暴露于含氢环境的金属表面会吸附氢原子,从而影响材料性能,一定情况下会导致氢脆.这篇文章主要通过分子动力学研究氢从α-Fe自由表面扩散到裂纹面的过程、和表面氢对裂纹扩展的影响.结果表明,在室温下,吸附在表面的氢原子很难直接从自由表面扩散到内部成为溶解氢;自由表面的氢原子会逐步向裂纹表面扩散,最后富集在裂纹表面和自由表面.当表面氢浓度较低时,氢对裂纹扩展影响很小,但是当裂纹表面的氢达到一定浓度时,会导致裂纹失稳扩展,造成严重的氢脆.