基于氧负离子PIG源的原子氧产生装置

近地轨道能量为5eV的原子氧对航天器表面影响的地面等效模拟, 是世界各航天国家竟相研究的重要领域. 本文介绍一种基于氧负离子PIG源的原子氧产生装置, 本装置由永磁PIG离子源、两电极引出系统、电子过滤器、单透镜、减速电极和样品架组成. 目前, 这一装置已安装在中国科学院空间科学与应用研究中心小碎片加速器上, 并开展了初步实验. 当离子源放电电流50mA, 在2kV和3kV的引出电压下, 引出的氧负离子分别为200μA和300μA. 并开展了减速实验和kapton膜的溅蚀研究. 由于原子氧装置和小碎片加速器供用同一个靶室. 因此, 这一安排还可以同时开展小碎片和原子氧对空间材料的撞击和侵蚀的研究.     

中子管用潘宁离子源氢负离子产生机理及实验研究

为了克服目前潘宁(PIG)离子源中子管引出正离子所带来的诸多不利因素,使用PIG型氢负离子源作为中子管的离子源,研究了氢负离子产生的机理,以期在中子管中获得应用。给出了PIG离子源结构,根据氢负离子产生的方式和条件,结合CST软件仿真实验,确定在对阴极和引出孔附近区域存在氢负离子,而且是氢负离子密度比较大的区域。实验中,通过负离子源产生系统证实了氢负离子的存在及分布规律,中子监测仪测量自成靶50mm负离子源陶瓷中子管,中子产额较传统正离子中子管高出一个数量级以上。     

HL-2M装置中性束离子源束光学红外成像实验研究

为了研究HL-2M装置中性束注入(NBI)加热用的80kV/45A/5s热阴极离子源束光学特性，采用红外电荷耦合元件(CCD)成像技术，测量离子源引出粒子束轰击量热靶板产生的温度分布，得到束功率密度空间分布区间特征参数1/e半宽度。在NBI热阴极离子源调试平台上，扫描离子源的放电和引出参数，利用CCD红外热像仪获得了对应参数下量热靶上的束功率密度分布。实验结果表明，HL-2M装置NBI加热系统80kV/45A离子源可用的导流系数范围为0.7~1.5μP。同样导流系数下，梯度电极与等离子体电极的分压比较高时，引出束流的半宽度较小。     

HL-2A中性束大功率离子源的研制

2007年3月,为HL-2A中性束注入器研制的大功率离子源在核工业西南物理研究院成功通过了测试.该离子源为圆柱结构的桶式离子源型;加速器采用三电极的加减速系统.实验运行参数如下:灯丝加热电流1100A,电压12V,弧放电电压120V,弧放电电流1050A,等离子体密度达2.5×1012/cm3,离子流密度0.44A/cm2;在距等离子体电极5mm的平面上,等离子体的均匀性好于5%,工作脉宽2s.离子源物理设计、工程考虑、实验研究结果等将在本文介绍.     

HIRFL注入器PIG离子源的研制

本文介绍了兰州重离子加速器(HIRFL)的注入器(SFC)所用PIG离子源的研制和改进工作,使用新研制的PIG源,已在注人器SFC上获得了5μA的O_(16)~(5+)及10μA的C_(16)~(4+)的离子束。     

ECR离子源束流引出与传输的研究

针对ECR离子源的束流引出及传输研究，在中国科学院近代物理研究所的LECR3离子源实验平台上开展了大量的实验. 实验中研究了等离子体电极引出孔径、反射电极(抑制电极)偏压以及Glaser透镜等因素对束流引出与传输的影响. 研究的重点是试图通过系列实验与分析来研究如何能更有效地引出强流离子束流并减小其在传输空间的损失. 给出了实验的主要结果，结合这些数据对ECR离子源的束流引出与传输进行了较全面的分析，并综合这些实验结果与分析结果得出了该物理过程的一般物理图像.     

HL-2A中性束大功率离子源的研制

2007年3月, 为HL-2A中性束注入器研制的大功率离子源在核工业西南物理研究院成功通过了测试. 该离子源为圆柱结构的桶式离子源型; 加速器采用三电极的加减速系统. 实验运行参数如下: 灯丝加热电流1100A, 电压12V, 弧放电电压120V, 弧放电电流1050A, 等离子体密度达2.5×10¹²/cm³, 离子流密度0.44A/cm²; 在距等离子体电极5mm的平面上, 等离子体的均匀性好于5%, 工作脉宽2s. 离子源物理设计、工程考虑、实验研究结果等将在本文介绍.     

HL-2A装置中性束离子源引出系统束流分析

在中性束离子源引出过程中,详细分析了引出束流的产生,这有利于得到更准确的引出功率和引出电极表面的热功率沉积情况。根据HL-2A装置中性束离子源引出电极的电连接方式和束流引出的物理过程,对离子源束流引出过程进行了分析,给出抑制极电流产生的主要来源。通过分析放电气压扫描实验中的结果发现:随着放电气压的增加,不同弧放电电流情况下抑制极电流均逐渐增加,且抑制极电流与引出电流的比值近似线性增加。针对引出离子束流经过引出电极的过程建立了物理模型。计算了抑制极电流与引出电流的比值与放电气压的依赖关系,计算结果与实验结果一致,验证了引出束流分析结果的合理性。     

负氢潘宁型离子源的束流引出测量

在中国工程物理研究院流体物理研究所自行研制的负氢潘宁型离子源上进行负氢束流引出测量实验,采用单电极、双电极、三电极束流引出测量方法进行初步束流引出测量,束流强度的实验测量结果远远高于空间限制流的理论计算值。因此,提出一种电屏蔽盒的直流束流引出测量方法。阐述了电屏蔽盒直流束流引出测量的基本方法、束流轨迹的CST数值模拟以及束流引出测量实验结果。研究表明:引出电压为2 kV,引出间隙为3 mm,磁感应强度为0.435 T时,得到较为精确的负氢束流引出强度约100 A。通过空间电荷限制流的V3/2定律进行拟合,推算得到引出电压为40 kV时,负氢束流强度约达到4 mA。     

氧离子激发光谱的精密测量

在2×1.7串列加速器上利用束-箔方法和装有CCD的Spectrapro-500i光谱单色仪的测量装置，在2MeV束能下研究了250nm—350nm波长范围离化态氧原子光谱.在250nm—350nm范围已确定的201条光谱线，确定的跃迁大部分属于OⅡ到OⅣ原子的n，l能级间的跃迁，一些实验结果与现有理论一致.实验发现，在这个范围的光谱大都属于弱跃迁谱线，并且许多谱线是以前没有观测到的. 关键词： 串列加速器 氧离子 CCD 光谱     

Oxygen self-diffusion in alpha-quartz

We have studied the formation energy of the simplest oxygen defects in alpha-quartz, the oxygen vacancy and interstitial, by an ab initio approach based on density functional theory in the local density approximation. We have determined the formation energies and entropies and the migration paths and energies. From our results we can conclude that oxygen diffuses in quartz by an interstitial mechanism: the interstitial has a dumbbell structure; one of the constitutive atoms jumps towards a neighboring oxygen site. The activation energy amounts to 4.7 eV in the intrinsic regime and 2.8 eV in the extrinsic regime.     

高氧气浓度甲烷不稳定燃烧实验研究

采用无回火的急速混合管状燃烧技术,以二氧化碳和氧气的混合气体为氧化剂,基于CH~*自发光高速摄影图像及同步声压曲线,分析氧气浓度β=0.67的甲烷富氧燃烧特性。研究发现当量比0.6~1.0之间的火焰结构呈周期性变化,其频率与燃烧室内声压振荡频率一致,均为高频振荡。分析结果表明,燃烧器内的富氧燃烧振荡模式属于轴向声学共振。混合气体当量比由0.6增至1.0,热释率提高,热释率脉动与声压耦合增强,低频声压幅值减小,高频声压幅值增大,低频振动能量向高频振动能量转变,频谱特性由具有两个特征频率的周期性振荡转变为只有一个高频的周期振荡燃烧。     

氢、碳氢燃料对向扩散火焰

对氢、正烷烃碳氢燃料与氧的对向扩散火焰,其中正烷烃包含了在工业用燃料中广泛应用的C_nH_2n+2正烷烃CH₄～C1₆H₃₄,对这些燃料的火焰结构进行了分析和比较,系统地分析了压力和拉伸率对火焰行为和热释放率等的影响,其中包含了2115个组分8157个可逆反应．研究结果表明,所有燃料的火焰厚度和热释放率与压力和拉伸率的乘积的平方根成线性关系．在相同工况下,氢的火焰厚度总是大于所有的碳氢燃料,而CH₄～C1₆H₃₄所有的碳氢燃料在相同工况下总是具有几乎相同的燃烧温度分布、燃烧产物分布、火焰厚度和热释放率,该结果表明由这些碳氢燃料组成的混合燃料具有同样的火焰特性.     

水样中溶解氧、化学需氧量、生物耗氧量的测定注意事项

探讨了水样中溶解,化学需氧量,生物耗氧量的测定注意事项,以及三者的关系.     

Feasibility Study on Quantitative Measurements of Singlet Oxygen Generation Using Singlet Oxygen Sensor Green

The purpose of this study is to investigate the feasibility for quantitative measurement of singlet oxygen (¹O₂) generation by using a newly developed ¹O₂-specific fluorescence probe Singlet Oxygen Sensor Green reagent (SOSG). ¹O₂ generation from photoirradiation of a model photosensitizer Rose Bengal (RB), in initially air-statured phosphate buffered saline (PBS) was indirectly monitored with SOSG. In the presence of ¹O₂, SOSG can react with ¹O₂ to produce SOSG endoperoxides (SOSG-EP) that emit strong green fluorescence with the maximum at 531 nm. The green fluorescence of SOSG-EP is mainly dependent on the initial concentrations of RB and SOSG, and the photoirradiation time for ¹O₂ generation. Furthermore, kinetic analysis of the RB-sensitized photooxidation of SOSG is performed that, for the first time, allows quantitative measurement of ¹O₂ generation directly from the determination of reaction rate. In addition, the obtained ¹O₂ quantum yield of porphyrin-based photosensitizer hematoporphyrin monomethyl ether (HMME) in PBS by using SOSG is in good agreement with the value that independently determined by using direct measurement of ¹O₂ luminescence. The results of this study clearly demonstrate that the quantitative measurement of ¹O₂ generation using SOSG can be achieved by determining the reaction rate with an appropriate measurement protocol.     

Oxygen clamps in gold nanowires

We investigate how the insertion of an oxygen atom in an atomically thin gold nanowire can affect its rupture. We find, using ab initio total energy density functional theory calculations, that O atoms when inserted in gold nanowires form not only stable but also very strong bonds, in such a way that they can extract atoms from a stable tip, serving in this way as a clamp that could be used to pull a string of gold atoms.     

Radiative Characteristics of Shock-Heated Oxygen

Journal of Applied Spectroscopy - The emission spectra of oxygen behind the front of a strong shock wave were studied in the range of shock wave speeds of 5.7–7.4 and 8.1–10.0 km/s at...