等离子体装置中粉尘问题研究进展

等离子体装置中,带电粒子与壁材料相互作用会导致粉尘的产生。综述了主要等离子体装置中粉尘问题的实验研究现状,对主要装置中使用的诊断方法和所得到的实验结果进行了评述。提出了等离子体装置粉尘研究中存在的问题以及未来研究的方向。     

Ion-acoustic waves in a dust-contaminated plasma

A self-consistent theory of ion-acoustic waves in dusty gas discharge plasmas is presented. The plasma is contaminated by fine dust particles with variable charge. The stationary state of the plasma and the dispersion and damping characteristics of the waves are investigated accounting for ionization, recombination, dust charge relaxation, and dissipation due to electron and ion elastic collisions with neutrals and dusts, as well as charging collisions with the dusts.     

应用ICP-MS测定城市道路尘土中铂族元素

自然条件下,铂族元素(PGEs)一直被认为是表生条件下的痕量元素。但是,随着铂族元素在机动车排放催化剂及其他方面的广泛使用,最终导致Pt,Pd,Rh会排放到环境中。目前,铂族元素在环境中存在一定程度的积累现象,机动车尾气催化转换器被认为是其污染的主要来源。为研究北京市城区内道路尘土铂族元素的污染状况,于2010年11月采集了北京市内大型居民社区内的道路尘土样品。样品先经王水热消解以及阳离子交换树脂(Dowex AG50W-X8)分离纯化后,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了道路尘土样品中三种铂族元素(铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh))的浓度。结果表明：北京城区内居民社区道路尘土中Pd,Pt和Rh的含量范围分别为：14.20～161.80,9.39～70.80和3.18～17.05 ng·g-1,其平均浓度分别为50.76,23.82和7.54 ng·g-1,高于北京市土壤背景值, 说明北京城市居民社区内道路尘土中PGEs已经有了一定程度的富集。其中,Pd,Pt和Rh分别高于北京土壤背景值约49.8,32.6和5.1倍。为了定量评价道路尘土中PGEs的污染状况,采用地积累指数法对北京市道路尘土进行了评价。地积累指数法评价结果发现：大型居民社区内道路尘土中PGEs污染程度由强至弱的顺序依次为：Pd＞Pt＞Rh,总体而言,北京城区内大型居民社区内道路尘土存在较为明显的PGEs污染。     

载铅(Ⅱ)高硅质大气矿物细颗粒对大肠杆菌的毒性作用研究

以大气颗粒物中的高硅质矿物细颗粒--石英粉尘和重金属离子附载污染物Pb(Ⅱ)为实验材料,人工制备载铅石英粉尘。以1.6 g·L-1的载铅(Ⅱ)石英粉尘及不同浓度的PbCl₂染毒大肠杆菌细胞,观察染毒2 h后对机体的联合氧化损伤效应,并探讨其对大肠杆菌表面基团及蛋白酰胺I带二级结构的影响。结果表明,与Pb(Ⅱ)、载铅石英粉尘作用后,大肠杆菌细胞活力降低,胞内活性氧(ROS)及丙二醛(MDA)产生增多、谷胱甘肽(GSH)含量下降,引起细菌氧化应激水平的提高;皮尔逊(Pearson)相关性分析显示载铅石英粉尘的细菌毒性与粉尘中Pb(Ⅱ)可交换态含量成正相关,载带高浓度Pb(Ⅱ)的石英粉尘组胞内ROS/MDA水平与其单纯石英粉尘组和Pb(Ⅱ)组比较显著增加(p<0.05);重金属Pb(Ⅱ)、载铅石英粉尘对大肠杆菌菌体表面基团的影响主要集中于磷酸二酯基团和表面多糖分子,采用二阶导、去卷积和谱线拟合技术对酰胺Ⅰ带特征峰(1 600～1 700 cm-1)进行分峰拟合后发现,与Pb(Ⅱ)、载铅石英粉尘(Q-Pb-0,Q-Pb-3)作用后,β-sheets/α-helices的比值由对照组的1.41分别降低到1.33,1.27和1.22,表明细菌表面蛋白质结构发生了变化,从而可能影响了细菌的生理活动。研究表明自由基所产生的氧化损伤可能是载Pb(Ⅱ)石英粉尘的一种重要毒性作用机制,载带Pb(Ⅱ)的复合石英粉尘在致大肠杆菌机体氧化损伤效应方面二者存在一定的协同作用。     

等离子体的静态稳定性

本文讨论了外磁场微小的变动对等离子体平衡位形的影响,即等离子体的静态稳定性问题。指出,只有当附加磁场与等离子体接近不稳定边界的模相耦合时,才可能引起平衡位形很大的变化。由此,我们分析了杂散场对环电流器(托克马克)的影响。     

Modern Trends in Physics Research. Third International Conference on Modern Trends in Physics Research. Cairo,Egypt 6–10 April 2008, edited by Lotfia M. El Nadi

The reaction power densities for the important nuclear fusion reactions are compared with the radiation losses due to Bremsstrahlung and cyclotron radiation. Some properties of an ionized plasma and the particle motions in such a plasma are discussed and methods of containing a plasma within magnetic confining fields are described. The present ideas on the stability of such confining fields, resulting from several theoretical studies, are outlined, and various means of heating the plasma are discussed. The main features of the experimental devices disclosed at Geneva in 1958 are compared, and the leading experimental results reported at the 1959 I.E.E. Convention on Thermonuclear Processes are reviewed.     

两间隙毛细管等离子体射流发生器主放电数值模拟

 消融放电毛细管等离子体发生器产生的等离子体射流具有密度高和温度相对低的特性,在许多领域都具有潜在的应用前景。利用1维流体模型对两间隙毛细管等离子体射流发生器的主放电特性进行了模拟计算分析。模型考虑了焦耳热效应和管壁烧蚀对放电特性的影响。在管壁消融这种反馈稳定机制作用下,毛细管放电处于准稳态,其产生的等离子体温度在放电期间保持恒定。在放电能量为1 kJ的条件下,聚乙烯毛细管等离子体温度可达3 eV,电子密度可达1025 m-3量级,射流速度接近10 km/s。改变放电输入的焦耳热功率密度,等离子体温度和速度变化较小,但气压、质量密度以及等离子体电子密度等特性参数均可以获得较大幅度的改变。     

Modified Potential Around a Moving Test Charge in Strongly Coupled Dusty Plasma

The theory of dynamical(wake) potential behind a moving test charge in a weakly coupled dusty plasma is extended to that including of strong interaction between dust grains. Such strong interaction is included in the dielectric response function by a generalized hydrodynamic(GH) fluid model. It is shown that the strong interaction between dusts including the lattice spacing correction has a significant effect on the wake potential in dusty plasma. This may be used to investigate basic features of phase transition and possibility of lattice formation of dusty plasma.     

Measurements of intrinsic ion Bernstein waves in a tokamak by collective Thomson scattering

In this Letter we report measurements of collective Thomson scattering (CTS) spectra with clear signatures of ion Bernstein waves and ion cyclotron motion in tokamak plasmas. The measured spectra are in accordance with theoretical predictions and show clear sensitivity to variation in the density ratio of the main ion species in the plasma. Measurements with this novel diagnostic demonstrate that CTS can be used as a fuel ion ratio diagnostic in burning fusion plasma devices.     

大口径光学元件表面灰尘与麻点自动判别

在大口径光学元件表面疵病初检时,灰尘和麻点由于形态类似,不易区分。针对该问题,提出了一种基于模式识别理论的灰尘麻点判别方法。该判别方法以既有的疵病检测系统为基础,根据灰尘麻点的暗场成像特点,选取了合适的特征并根据因子分析理论对特征进行变换,最后基于贝叶斯判别原理对灰尘麻点进行分类。采用自制定标板建立了灰尘麻点训练样本库,并进行多组实验,选取了合适的判别函数,最后进行了对未知样品表面灰尘麻点的区分。实验结果表明,该判别方法的正确率可以达到95%以上。目前此判别方法已经用于惯性约束聚变系统中大口径光学元件表面灰尘与麻点自动区分。