磁镜内零磁场线散射引起的非绝热粒子损失

带有内电流环所产生的表面磁场的轴对称磁镜装置(图1)具有很多优点。主要是因为内部磁场很弱,可以进行各种高β实验,并可在很大范围内改变磁镜比,以检验磁镜比的定标。 但处于等离子体内的电流环以及表面磁场形态的引进也带来另外一些问题。其一是内电流环在其内侧产生一个反向磁场,与装置主磁场抵消,形成一个围成圆形的零磁场线。这线附近的磁场为线会切形态,磁场很弱。当粒子运行到附近时,绝热条件|γ_c·B| 《B不再成立。其中r_c为粒子拉摩半径,B为磁场。因此,运行到这一区域的粒子受到一无规的散射,使部分粒子进入损失锥,造成粒子损失。     

径向非均匀磁场下的磁控管工作性能模拟

为了改善磁控管的输出频谱,使模拟结构更接近实际情况,考虑了磁钢和极靴的实际尺寸。用MAFIA对磁控管内的磁系统进行建模和模拟。得到的磁场纵向分布有随着径向半径的增大而增大的趋势,这种径向不均匀性与实验测试结果一致。将非均匀的径向阶梯形变化磁场分布带入腔体热测计算,模拟得到的π模工作频率2.437 GHz,实际工作频率2.450 GHz,相对偏差0.5%,并在高频谐波的抑制上获得了输出频谱的显著改善,使微波炉磁控管具有更好的电磁防护和实际应用。     

径向非均匀磁场下的磁控管工作性能模拟

 为了改善磁控管的输出频谱,使模拟结构更接近实际情况,考虑了磁钢和极靴的实际尺寸。用MAFIA对磁控管内的磁系统进行建模和模拟。得到的磁场纵向分布有随着径向半径的增大而增大的趋势,这种径向不均匀性与实验测试结果一致。将非均匀的径向阶梯形变化磁场分布带入腔体热测计算,模拟得到的π模工作频率2.437 GHz,实际工作频率2.450 GHz,相对偏差0.5%,并在高频谐波的抑制上获得了输出频谱的显著改善,使微波炉磁控管具有更好的电磁防护和实际应用。     

先进磁镜装置中径向电场对高能粒子的约束性能研究

本文运用Boris算法对紧凑型聚变反应装置(compact fusion reactor, CFR)中高能a粒子的运动轨道进行了数值模拟,分析了高能a粒子在不同径向电场作用下运动轨道的差异性;探究了不同径向电场对CFR装置中不同位置处a粒子约束性能的影响.研究结果表明,当正、负径向电场强度达到一定临界值时,都能够使高能a粒子很好地约束在CFR装置内部,但不同位置处径向电场强度临界值与a粒子初始条件有关.     

非均匀磁场下14叶片5.8 GHz磁控管的三维数值模拟

频谱噪声的抑制问题一直是磁控管的研究重点。对14叶片5.8 GHz磁控管进行了三维建模,包括阴极、叶片、隔膜带、极靴和输出天线等。使用冷腔模拟得到了模腔体频率5.86 GHz。热腔模拟计算得到7个电子轮辐,说明管子在模正常工作。在某种极靴结构下,计算得到腔体中存在一个近似二次曲线的非均匀磁场分布。在阳极电压4.5 kV、非均匀磁场中心值0.289 T时,模拟得到输出频率5.891 GHz,阳极电流1.55 A,输出功率4.9 kW,电子效率70.3%的结果。输出频谱比较干净,抑制了非模式的工作,提高了工作效率。     

电子成像均匀约束磁场的产生及测试分析

为增加离子与原子碰撞成像系统中探测电子的立体角，设计了一约束电子的复合型亥姆霍兹线圈装置.对复合型亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了理论计算和分析，并对制作的复合型亥姆赫兹线圈产生的磁场进行了实验测量，得出磁场的均匀性好于±0.6%. 关键词： 亥姆霍兹线圈 磁场分布 磁场均匀性     

非均匀磁场中的剪切阿尔芬波涡旋

本文研究了非均匀磁场中非线性剪世阿尔芬波，研究表明，在非均匀磁场情况下，阿尔芬波通过自相互作用也可以形成避域涡旋结构。磁场的非均匀性将导致传播区的展宽。     

串联磁镜捕获粒子模的宏观模型

本文从宏观途径探讨无碰撞捕获粒子模,得到回旋动力学导出的结果,即扰动电荷分离稳定效应,塞室通行粒子增加振荡的惯性等。     

载流线圈在非均匀磁场中的运动

载流线圈处在非均匀磁场中,在一般情况下,线圈除转动外还要平动。过去我们讲到这个问题时,只在黑板上画来回去,讲来讲去,给学生留下的印象不深,甚至脑子里还有“是这样吗?”的问号。 为了演示载流线圈在非均匀磁场中的运动,可以选用梁百先编著的“普通物理”电学部分下册第357页(65年版)所介绍的装置。 我们认为用这个装置演示载流线圈在非均匀磁场中的运动有二个缺点:1.线圈在运动过程中,重力掺杂进来了,因而没有突出磁场对载流线圈的作用;2.载流线圈必须拖二根细长导线,这样使用和携带都不方便。 为了解决这个问题,我们自制了一个演示效果…     

电荷在非均匀磁场中的漂移运动

运用积分的方法讨论了电荷进入轴对称的环形非均匀磁场后，电荷在与磁感线垂直的平面中的回旋漂移运动。     

轴对称缓变磁场中的等离子体与磁约束原理

本文以等离子体的单粒子理论为基础，对等离子体中的带电粒子在轴对称缓变磁场中的运动进行了较详细的讨论，进而从理论上说明了磁约束的机理。     

磁场对水系统内能影响的MC计算机模拟方法研究

用Monte-Carlo计算机模拟方法,通过对一个含有64个水分子的三维体系在磁场作用时内能变化的计算,定量评估了磁场强度及温度对磁处理效应的影响。研究发现:水的内能与外加磁场强度的关系曲线是一条多极值曲线;水-水径向分布函数伴峰的高度与磁感应强度也具有多极值特征;计算机模拟结果与实验结果基本一致,计算机模拟确实是从分子水平研究磁处理机理的有效方法。     

带电粒子在磁镜场中运动时速度的演变

本文从带电粒子在磁镜场中的受力情况入手,求出了带电粒子速度随时间的演化方式,并直接由粒子的洛伦兹方程出发,阐明了磁镜效应,此方法不需要论证粒子的磁矩守恒,从而更简单明了地阐明了磁镜效应.     

带电粒子在非均匀磁场中运动的教学设计

从大学物理的教学目的出发,对带电粒子在轴对称非均匀磁场中的运动进行了教学设计．带电粒子在均匀磁场中的运动是基础,分析轴对称非均匀磁场的特点是重点、难点,磁约束概念的讲解是结果．所贯穿的教学方法是问题式的引导,设计的特点是：将物理学中经常用到的处理问题的方法“近似”巧妙地应用到“带电粒子在轴对称非均匀磁场中运动”的分析之中,使复杂问题简单化．     

磁镜原理及其在磁约束中的应用

在普通物理教学中对磁镜原理及应用给予定性的阐述及介绍的基础上,对磁镜原理给出了定量的分析说明,并对其前沿应用进行了介绍.     

等离子体在磁场中能级分离可能产生的影响

考虑到磁场中的带电粒子在与磁场方向垂直的两个方向上的能级分离，采用玻耳兹曼统计分布，得到几个公式.说明了低温强磁场时可能出现的情况.据此说明了如何对磁流体方程给予一定的修正. 关键词：     

均匀磁场中带电粒子的非定态波函数

取圆心坐标算符和初始机械动量算符为力学量完全集，给出均匀磁场中带电粒子的非定态波函数．     

长环等离子体平衡位形的稳定性研究

1981年V.M.Glagolev等人首次提出一种含有直线段的长环等离子体平衡位形(Drakon)的新概念,这种长环等离子体平衡位形包括两个长的较小磁场的直线段和两端由较强磁场的曲线平衡段连接。在每一个曲线平衡段,Pfirsch-Schlüter电流由于曲线平衡段轴曲率矢量的方向改变而补偿,因此Pfirsch-Schlüter电流是闭合的,不流进直线段,     

均匀磁场中带电粒子的哈密顿量和圆心坐标算符的共同本征函数

给出均匀磁场中带电粒子的哈密顿量和圆心坐标算符的共同本征函数，可具体看出磁势取不同规范时对波函数的影响。     

电动效应作用下微通道内粒子运动的数值模拟

本文采用有限体积法数值模拟了轴向方波电场和直流电场作用下,具有不同电泳淌度粒子的运动情况.结果表明,在半个方波电场周期内,具有不同电泳淌度的粒子在相同的时间内达到各自的稳定速度,周期变化的方波电场使微粒子在微通道内做往复的运动;在直流电场作用下,两个不同电泳淌度的粒子会在轴向方向上产生位移差.定义从溶液中分离粒子的最短距离与微通道高度的比值为分离效率,数值模拟结果表明,分离效率随横向电场强度和粒子电泳淌度的增加而减小.