表面波型微波感偶低气压氦等离子体空间分辨光谱诊断

用光学多道分析仪考察了低气压表面波型微波感氦偶等离子体的发射光谱.经过阿贝尔(Abel)反演变换后,得到了在各种气压和微波功率下此等离子体光谱辐射光强和激发温度的空间分布及其变化规律.讨论了此等离子体的激发机理.推算了其中亚稳态原子的空间分布情况.     

稀薄等离子体稳态流动的数值模拟

为了模拟稀薄等离子体超音速稳态流动,建立了PIC/DSMC混和方法模型.以稳态等离子体推力器(SPT-70)为对象,进行了数值模拟.输入条件来自在真空舱内对SPT-70的实验测量和相关性能计算,数值结果与实验结果的比较表明:本文建立的数学模型和编制的软件是可信的,可以为电推力器性能评价及潜在的羽流污染评估提供有效途径.     

稠密等离子体层的透明性

在圆偏振高强度激光脉冲的传播过程中,对稠密等离子体层从不透明向透明的转变从理论上和以模拟的方法进行了研究。在有些情况下,流体方程不再能给出稳态解,此时必须考虑相互作用的动力学部分。研究发现,稳态解是否存在,和等离子体是否透明相联系。还发现,透明性不仅决定于电子密度和激光强度,而且决定于等离子体层的厚度。当没有稳态解时,等离子体开始变得透明,称之为绝对透明。当等离子体透明时,几乎没有光压作用在等离子体上,因此电子密度几乎不变。     

有源等离子体在开放大气环境下的反应扩散过程研究

利用一维模型用数值模拟的方法,研究了低气压开放环境下大气等离子体在存在等离子体源的情况下的反应扩散过程.得到了考虑化学反应、扩散以及漂移共同作用下的大气等离子体的主要成分随等离子体注入流量的变化规律及一定流量情况下主要带电成分随时空的演化规律. 将数值模拟结果与一个近似解析公式相衔接,估计达到稳态时维持一定电子密度所需要的等离子体流量,可据此进一步估计所需功率. 关键词： 大气等离子体 等离子体源 数值模拟 反应扩散过程     

零维系统模型改进及其对EAST稳态运行区的分析和预测

零维系统模型已广泛应用于下一代托卡马克装置设计以及聚变反应堆等离子体性能的预测和分析,但普遍采用物理近似和经验公式会导致较大的系统性误差.本文通过引入等离子体平衡程序使主要等离子体分布参数及其计算基于磁面信息,引入Sauter模型的自举电流系数与碰撞率变化关系改进自举电流计算,利用EAST上的实验结果对改进后的模型进行验证,零维系统模型计算结果与动理学平衡分析结果基本符合.利用改进模型从已有实验结果出发,对EAST上实现500 kA等离子体电流的稳态、长脉冲运行区所需要的加热/电流驱动功率及其能够达到的归一化比压进行了分析和预测.计算结果表明,EAST在7.0—9.5 MW加热/驱动功率,约束改善因子H98为1.25—1.35,归一化密度fnG约为0.9的参数范围内可以实现500 kA等离子体电流且自举电流份额在50%以上的稳态运行;9.5 MW加热/驱动功率,H98为1.0—1.4,fnG为0.8—1.0的参数范围可以实现较高性能的长脉冲或稳态运行.综合来说,提升等离子体约束性能,可在较低的加热/驱动功率下实现同样等离子体参数的完全非感应运行,扩展等离子体运行区,是实现高参数等离子体...     

离子声孤立子的实验研究

本文在稳态等离子体装置中,对离子声孤立子的激发、空间传播和马赫数等进行了研究。实验结果表明,在目前情况下有必要考虑等离子体扩散对孤立子行为的影响。     

碰撞辐射稳态等离子体电荷态分布的一种扩展模型

通过等离子体中离子激发-退激发平衡关系,构造一种离子激发组态之间满足的非Boltzmann分布,利用这个分布作为权函数对原子过程速率系数进行平均,构造出一个扩展的碰撞辐射稳态模型.利用该模型计算从低Z到高Z元素等离子体平均离子电荷随电子温度的变化.进而研究非Boltzmann分布对平均电离度和激发组态相对密度的影响.结果表明,它对相对激发组态密度的影响非常显著. 关键词： 扩展的碰撞辐射稳态 概率分布 能级动理学     

HL-2A装置杂质线辐射测量的初步结果

杂质作为等离子体和第一壁相互作用的产物，由于能强烈地影响等离子体品质而一直是人们关注的焦点之一。杂质作为托卡马克中热辐射和冷电子的来源，影响等离子体能量和粒子的平衡，进而影响等离子体密度、温度和电流的分布，制约着托卡马克等离子体的输运和稳态运行。     

纳米硅粒子的表面氧化及其光致发光特性

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅粒子,并对其溶液发光的稳态和瞬态特性进行了研究.稳态光致发光结果显示,新制备的纳米硅粉体表现为峰值位于440 nm附近的蓝色发光,经长时间氧化后,该波段发光强度显著增强,并且出现另一峰值位于750 nm附近的红色发光带.不同波长激发和时间分辨光致发光谱的分析表明,纳米硅...     

两种温度电子对稳态等离子体鞘层的影响

建立包含冷热电子的无碰撞等离子体鞘层的流体模型,利用数值模拟研究含有两种温度电子时等离子体鞘层的产生.结果表明:对于含有两种不同温度电子的稳态等离子体,冷电子的温度越低或者冷电子的含量越多,鞘边离子的马赫数临界值就越小,鞘层的宽度就变得越窄,沉积器壁的离子动能流也就越少.此外,研究不同种类的等离子体(Ar、Ke、Xe),鞘层厚度和离子沉积器壁动能流受冷电子的影响.     

二维等离子体电弧随时间演化的数值模拟

采用交错均匀网格、全隐欧拉后差格式,对二维轴对称等离子体电弧进行随时间演化的数值模拟.得到了平衡时的稳态温度场、电流场和随时间演化的气流速度场.发现其中有周期性传播的磁流体激波,激波速度各点不等,约为700～1000m/s,这与实验观测到的等离子体电弧不稳定性现象是一致的 关键词：     

大气压微波等离子体射流装置放电特性研究

基于同轴传输线结构设计了两种不同喷嘴结构的大气压微波等离子体射流(MW-APPJ)装置,其工作频率2.45 GHz,工作气体为氩气,分别研究了两种不同喷嘴结构对等离子体放电特性产生的影响。仿真结果表明,MW-APPJ在气体喷嘴处会产生高强度的电场,经过优化结构,实现在频率2.45 GHz下,喷嘴处的场强满足氩气电离的击穿场强阈值要求。同时,利用多物理场耦合仿真软件对装置的气流分布进行了稳态模拟,并通过实验对比分析了两种喷嘴结构下大气压氩等离子体射流的基本特性。实验结果表明,不同的喷嘴结构会影响等离子体装置的反射系数随输入功率的变化规律,但并不影响等离子体射流长度随输入功率的变化规律和反射功率随进气流量的变化规律;同时,在大气压下,稳态微波等离子体射流呈现出类金属性,等离子体中的电子只能在很薄的区域中吸收微波能量,因而造成微波的反射功率较大。     

一种新的航天器外露介质充电模型

为综合考虑高能电子辐射与周围等离子体对航天器外露介质充电的影响,在航天器内带电模型的基础上,通过添加边界充电电流来考虑等离子体与航天器介质表面的相互作用,并统一参考电位为等离子体零电位,建立了航天器外露介质充电模型,给出了新模型的一维稳态解法,并与表面充电模型和深层充电模型进行了对比分析.结果表明:新建模型能够综合考虑表面入射电流、深层沉积电流和传导电流对充电的耦合作用过程,实现外露介质表面和深层耦合充电计算,有利于全面评估航天器外露介质的充电问题.     

辉光放电等离子体三维电流的理论分析

对辉光放电等离子体的稳态电流在三维空间的分布情形用解析表达式算出结果,从而展示了电流的连续性和理论的自洽性,对其他理论模型的弱点和其结果中的局限性也作了分析和讨论。本结果对研究低温等离子体可能具有重要意义。 关键词：     

8mm微波在等离子体离子声湍流上的散射测量

湍流是等离子体物理的前沿课题之一.离子声湍流是该课题常见的研究对象.作者用8mm微波在小型稳态放电装置上对电流激励离子声湍流的色散关系及饱和湍流能量波数谱进行了散射测量.该类实验目前国内未见报道. 一、散射角分辨率对测量的影响 设向等离子体传播的入射微波的波矢和频率分别为Ki和ωi,从等离子体散射的微波的波矢和频率分别为 Ks和ωs,等离子体密度涨落的波矢和频率分别为K和ω,散射区间沿K1方向的长度为L,电子密度涨落为Ne,电子经典半径为r0,散射角(Ki与Ks的夹角)为θs,K的单位矢量为EK,入射波与散射波功率分别为Pi、和Ps,…     

非局域热动平衡等离子体K壳层电离平衡模型

发展了针对非局域热动平衡等离子体的K壳层电离平衡模型.模型中详细计算了各原子过程参数,并通过求解速率方程的稳态解得到各电离态的布居分布.在此基础之上,研究了谱线强度比值对等离子体温度、密度的依赖关系.最后,我们根据此模型的计算结果,分析了在神光Ⅱ装置上获得的内爆靶丸掺Ar发射光谱实验数据,推断出靶丸芯区电子温度随时间的演化过程.     

闪烁法测量热电子等离子体电子温度

在稳态磁镜装置中,用电子束和等离子体相互作用的方法产生了热电子氢等离子体。利用闪烁谱仪测量了高能电子轫致辐射能谱,从能谱的斜率得到热电子的温度为46keV。测量了热电子温度与电子束能量、氢气压强、磁场强度的关系,对测量结果进行了分析讨论。     

利用密度反馈实现离子源长脉冲放电

 介绍了等离子体密度对离子源放电的影响,为了获得长脉冲放电,采用朗缪尔探针测量等离子体密度并反馈调节离子源放电。基于朗缪尔探针测量,设计了控制部分硬件与软件构架,建立了离子源等离子体密度反馈控制系统,并成功地应用于离子源等离子体放电实验,通过反馈调节实验进气,得到了长达4.5 s的长脉冲放电,为中性束注入稳态运行提供了依据。     

电磁脉冲在实验室等离子体中传播时间的实验研究

利用矢量网络分析仪，对频域9—11 GHz的电磁脉冲在实验室稳态无磁场等离子体中传播时间的问题进行了实验研究.实验发现当等离子体密度在0.65—1.43×10¹¹ cm^-3范围内时，电磁脉冲通过该等离子体传播的时间将会小于该电磁脉冲在真空中传播同样距离所需要的时间，在密度约为1.10×10¹¹ cm^-3时，这两个时间差会出现一个极值.进一步的研究表明在此密度范围内，非磁化Xe等离子体中的电磁波色散关系将不再成立. 关键词： 电磁脉冲 脉冲传播时间 等离子体密度 色散关系     

球环位形磁流体平衡的数值模拟

对原有的托卡马克平衡编码SWEQU进行了改进。使之适用于小环径比球形环装置的磁流体研究。用改进后的平衡编码SWEQU模拟了放电初始阶段等离子体平衡位形的演化及稳态阶段的双零偏滤器平衡位形。结果表明。不但町以得到球形环装置稳态阶段的平衡位形，也可以模拟等离子体电流上升阶段平衡位形的演化过程。