托卡马克的反常电子输运定标律

本文假设导致托卡马克反常电子输运的主要机制为由温度梯度所驱动的重整化电子磁漂移波。通过求解动力学过程自洽地导出了反常电子输运系数的定标律:D^(T)=(c/ω_pe)²{((v_e/qR)²/2π+(v_{c/2)²)^1/2-vc/2}。它在数值上与现有实验给出的AIcator定标律符合。在无碰撞(vc→0)情况下与Ohkawa定标津一致。同时分析了该定标律与Alcator定标律的偏离,并由此讨论了强磁场欧姆加热托卡马克达到热核点火的可能性。 关键词：}     

非线性电子磁漂移波

本文采用重整化方法处理了无剪切磁场漂移近似下的非线性电子磁漂移波,并分析了它与托卡马克电子反常输运之间的关系。所得到的扩散系数D_⊥～(ω_pe(T_e/cB₀L_nk_⊥²)与现有托卡马克实验结果大致符合。 关键词：     

环形等离子体中电子温度梯度不稳定性的粒子模拟

用粒子模拟方法求解描述环形等离子体中电子温度梯度静电模的回旋动力学方程.方程采用圆磁通面的轴对称环形几何系统，考虑了有限拉摩半径、电子渡越频率k_∥v _∥以及环形漂移(曲率和磁场梯度)运动w_D(v²_⊥,v ²_∥,θ)的效应.简述了粒子模拟的基本方法.采用了四阶变步长积分格式，使计算省时、简便.讨论了模的基本特征 , 并且给出了临界梯度对电子温度与离子温度之 关键词： 电子温度梯度不稳定性 粒子模拟 变步长积分格式 临界梯度     

电阻性鱼骨模理论

托卡马克等离子体中高能粒子可以激发一种称为鱼骨模的内扭曲模。现有鱼骨模理论是建立在理想磁流体近似基础上的，它预言有两支不稳定分支。对于高能粒子的比压值，ω≈〈ωｄｍ〉的一支（Ｃｈｅｎ－Ｗｈｉｔｅ分支）的激发阈值较高，而ω≈ω＊ｉ的一支（Ｃｏｐｐｉｚ分支）的激发阈值很低，因而对托卡马克等离子体的加热效率及约束非常不利。不过，我们发现，电阻效应对这支模有实质性的影响。本文详细分析了电阻性鱼骨模理论，给     

基于发射光谱诊断的低温等离子体技术转化N2/NO气氛中NO的研究

建立了低温等离子体技术处理N₂/NO气氛中NO的实验系统,利用介质阻挡放电发射光谱诊断法分析了NTP技术处理NO的反应机理,以及研究了NTP系统的运行参数和N₂体积流量对NO转化率的影响规律。研究结果表明,随着V（_P-P）的增加,N₂发射光谱强度相对于NO发射光谱强度的比值增加,N₂第二正带系发射光谱强度增加,表明放电区间的高能电子浓度增大,有利于N₂离解成N原子,从而促使NO还原转化;增加N₂体积流量会使NO转化率降低,NO₂浓度升高。     

HL-2A 装置中高能量捕获电子鱼骨模不稳定性研究

结合HL-2A 装置的参数,在电子回旋共振加热(ECRH)离(在)轴加热的情况下,研究高能量捕获电子驱动的鱼骨模不稳定性。数值结果表明,高能量电子极向比压β_h 大于某一个比压阈值β_h,crit 时,鱼骨模会被高能量电子激发,其频率随高能量电子极向比压的增大而缓慢增加且与高能量电子的环向进动频率一致;比压阈值β_h,crit 随着高能量电子密度剖面峰化程度的增加而减小,但当密度剖面增大到一定值时比压阈值β_h,crit 趋近于一个常数。此外,还分析了箍缩角和扰动能对鱼骨模实频和增长率的影响。发现在箍缩角α₀ =1附近增长率有一极小值,表明高能量勉强通行电子对鱼骨模具有稳定作用;而扰动能 δWˆ_c增大时,鱼骨模表现出实频变大而增长率变小的特征,这表明了本底等离子体对鱼骨模有一定的稳定效果。     

HT-7上射频波加热时中子辐射行为的研究

HT-7超导托卡马克进行DD等离子体放电时,中子的辐射与辅助加热射频波的类型(LHW加热、ICRF加热)及功率密切相关.利用BF₃与³He正比计数管组成的快速时间分辨中子注量监测系统,研究了不同类型的射频加热对于中子产生机理及高能离子形成的影响.LHW加热功率较低时,易形成逃逸,产生大量的光中子.特定频率的ICRF(27 MHz,24 MHz)加热时,聚变中子所占份额以及总的中子产额均随波功率的增大而显著增涨. 关键词： 射频加热 中子 托卡马克     

电子温度各向异性对螺旋波等离子体中电磁模式的传播及功率沉积特性的影响

采用考虑粒子温度各向异性热等离子体介电张量模型,借助磁化、均匀密度分布等离子体中电磁波的一般色散关系,在低磁场、低气压螺旋波等离子体典型参量条件下,理论分析了电子温度各向异性对电磁模式传播特性和角向对称模功率沉积的影响.研究结果表明:对于给定的纵向静磁场B₀(或波频率ω),存在一个临界波频率ω_cr(或纵向静磁场B_0,cr),当ω>ω_cr(或B₀0,cr)时,电子回旋谐波遭受的阻尼开始显著增大;相比粒子温度各向同性情形,粒子温度各向异性彻底改变了波的传播特性,即相位常数和衰减常数均出现峰值现象;在考虑电子有限拉莫尔半径效应和电子温度各向异性情形下,Trivelpiece-Gould (TG)波碰撞阻尼在整个电磁波功率沉积中占据主导地位,电子纵向温度T_e,//存在某一临界值,在此临界值处TG波功率沉积出现峰值P_abs,TG,且随着T_e,⊥/T_e,//的减小,...     

电负性混合气体临界电场强度的确定

本文讨论了确定电负性混合气体临界电场强度的两种方法。一是用电负性混合气体中各组成气体的预放电参数来确定按任意比例混合的气体之临界电场强度。另一是由高能脉冲激光释放电子,记录预放电电子电流波形来确定混合气体的临界电场强度。用这两种方法确定N₂和SF₆混合气体的临界电场强度,其结果十分符合。 关键词：     

量子化极限情况下MOS反型层二维电子气定域态电子电导率σxx的低频效应

本文分析了量子化极限情况下MOS反型层二维电子气(2DEG)定域态电子电导率的频率特性。主要内容:(1)用费密分布函数随频率变化导出了在2DEG两种主要导电过程的频率特性。即向迁移率边激发导电过程电导率σ_ME(ω)和可变程跳跃导电过程电导率σ_VRH(ω)。发现:σ_ME(ω)和σ_VRH(ω)是一个复数。(2)说明了σ_ME(ω)有较长时间常数τ_n,对应一个低频过程。σ_VRH(ω)有较短时间常数,对应一个高频过程。(3)理论与实验作了比较,拟合结果表明,在实验条件下,向迁移率边E_c激发时间常数τ_n 3.6×10^-6。 关键词：     

激光拍频波加速器的参数选择

本文研究了激光拍频波加速器中的三波相互作用过程。结果表明:适当地选择参数σ=ω_p/(ω₁-ω₂)以及β=ω₂/ω₁(ω_p,ω₁,ω₂分别为等离子体频率及两束激光频率),即可用较弱的激光造成很强的拍频等离子体波,并使注入等离子体的电子获得显著的能量增益。 关键词：     

宏观放电参数对快原子态氮(N+,Nf)的影响

采用氮直流辉光放电等离子体中快电子和重粒子(N₂⁺,N⁺,N_f)混合的蒙特卡罗方法,模拟研究了快原子态粒子(N⁺,N_f)的产生率及轰击阴极的能量分布随宏观放电参数(P,V)的变化规律.结果表明,存在一最佳放电条件,使阴极壁处粒子(N⁺,N_f)的粒子数密度大且能量高;当电压大于800V时,轰击阴极的活性粒子(N⁺,N_f),主要由N₂⁺-N₂离解过程产生,电压小于300V时,主要由e^--N₂离解过程产生,模拟结果与实验结果相符合.     

介质阻挡均匀大气压氮气放电特性研究

基于一维流体力学模型，对介质阻挡均匀大气压氮气放电特性进行了数值计算研究.模型中考虑了氮气中主要的电离、激发过程，所包含的粒子种类为e，N₂，N⁺₂，N⁺₄，N₂(a¹∑^-_u)，N₂(A³∑⁺_u).模拟结果显示，氮中的放电具有低气压下汤生放电的特性.放电电流幅度较小，放电过程中气体电压变化缓慢，电子密度远低于离子密度，而且最大值出现在阳极，电子不能在放电间隙中被俘获，不存在中性等离子体区，气体中的电场趋于线性变化.亚稳态N₂(A³∑⁺_u)和N₂(a¹∑⁺_u)在整个放电空间都具有非常高的密度，比电子密度高三个量级以上，亚稳态密度的最大值出现在阳极，这样的分布决定了放电的空间结构.放电所需的种子电子主要由亚稳态之间潘宁电离提供，这种机理使放电的电离水平较低，导致氮气中的放电只能是汤生放电.随着放电参数的变化，多电流峰放电也可在氮气中获得. 关键词： 大气压均匀放电 介质阻挡放电 数值模拟 氮气     

托卡马克中宏观束-等离子体扭曲模不稳定性研究

本文主要研究了具有单一高能离子分量的托卡马克等离子体扭曲模宏观不稳定性。它基本上模拟了中性束平行注入经过电离和电荷交换后在本底等离子体中维持一个稳恒等离子体流的物理过程。高能和本底都用无碰撞的Vlasov等离子体,并取了低频、小拉莫尔半径极限。由于主要考虑束-等离子体无耗散宏观不稳定性,故可用能量原理来分析。结果表明,高能离子束对本底等离子体的外部模没有影响,只影响内部扭曲模的增长率和扰动振幅。对适当选择的速度剖面,束能够完全稳定体系n≥2,m=1模,与Dunlap线性理论结果相反而与目前实验观测一致。m/n=1/1内部扭曲模增长率在所取得模型下随注入能量β_b,注入功率P_bw,轴上安全因子q(0)和束速度的径向剖面分布参数S的不同而出现增稳、减稳及完全稳定的行为。适当选择S,在q(0)<0.924时,高能束能够稳定m/n=1/1模。 关键词：     

受控核聚变——现代物理学的一个重要前沿领域(之五)

 五、如何达到点火温度核聚变研究的重要目标之一是设法把等离子体的温度提高到10keV以上.这是实现聚变点火必不可少的基本条件之一.主要的加热手段包括欧姆加热,高能中性粒子束注入加热,大功率射频波加热,绝热压缩加热和α粒子加热等.1.欧姆加热的原理及其局限性众所周知,等离子体是良导体,但具有一定的电阻,一旦有电流通过,因电阻效应而得到了加热.按照欧姆定律,其加热功率密度表示为:P=ηj²,式中η是等离子体电阻率,可表示为η=2.8×10^-8/T（?）（欧姆米）,其中电子温度T_?以keV为单位.这个简单表达式是假定采用氢等离子体、其密度为10²⁰m^-3情况下代入著名的斯必泽公式得到的.从上式中可知,随着等离子体电子温度的不断升高,其电阻率急剧下降,由此引起欧姆加热的功率密度急剧下降.这说明欧姆加热这种方式有局限性.我们知道,所有托卡马克的等离子体最初都由环向的等离子体电流提供欧姆加热.但经过计算表明,仅依靠欧姆加热,其电子温度至多加热到1.5keV左右.为使等离子体达到10keV以上的聚变点火温度,必须在欧姆加热的基础上采用等离子体辅助加热.目前获得成功并受到广泛重视的辅助加热手段有高能中性粒子束注入法和射频波共振吸收法.     

高能飞行粒子对托卡马克中内扭曲模的稳定效应

用普遍能量原理分析了托卡马克中具有各向异性高能飞行粒子成分等离子体对m=1,n=1内扭曲模的稳定性,发现刚刚飞行的高能粒子对此模能提供稳定作用,并比较了高能俘获粒子和高能飞行粒子对内扭曲模稳定作用的异同及其物理图象。 关键词：     

一种考虑几何屏蔽效应的计算“电子-分子”散射总截面的可加性规则修正方法

在考虑分子内原子间的几何屏蔽效应随电子入射能量变化的基础上, 提出了一种能够在中、高能区准确计算“电子-分子”散射总截面的可加性规则修正方法. 利用这一修正后的可加性规则并使用“电子-C, H, O, N原子”散射总截面的实验数据, 在50—5000 eV内计算了电子被NO, N₂O, NO₂和C₂H₆分子散射的总截面, 且将计算结果与实验结果及其他理论结果进行了比较. 结果表明, 利用这一方法修正过的可加性规则进行计 关键词： 电子散射 可加性规则 总截面 几何屏蔽效应     

332—362nm范围内CF2Cl自由基的共振增强多光子电离研究

用CF₂Cl₂分子直流脉冲放电的方法产生CF₂Cl自由基，结合共振增强多光子电离(REMPI)技术，测量了332—362nm波长范围内CF₂Cl自由基的(2+1)REMPI光谱，分析并标识了4s Rydberg态带源位于(ν_0—0=55371cm^-1)，两个被激活振动模ω′₃(CF₂剪式振动模)和ω₄′(OPL 关键词：     

N2在Cr(110)表面的强化学吸附与离解

用原子交叠和电子离域-分子轨道(ASED-MO)方法研究N₂在Cr(110)面的化学吸附过程。结果表明,N₂平行吸附于Cr(110)面的四度空位,N-N轴平行于[110]方向,与传统的σ施予和π弱反键作用不同,N₂在Cr(110)面平行吸附时,不仅3σ_g而且1π_μ分别向衬底施予0.97和0.54个电子,同时1π_g的反向键合增加到1.83个电子,这导致平行吸附比垂直吸附具有更低 关键词：     

Cu掺杂β-Si3N4的力学性能和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了(Si_3-xCu_x)N₄(x=0,0.25,0.5,0.75,1)晶体的稳定性、力学性能和电子结构,分析了Cu掺杂对β-Si₃N₄力学性能的影响机制.结果表明,(Si_3-xCu_x)N₄为热力学稳定结构,Cu掺杂降低了β-Si₃N₄的稳定性.由弹性常数和Voigt-Reuss-Hill近似看出,(Si_3-xCu_x)N₄满足波恩力学稳定性判据,Cu掺杂使得β-Si₃N₄的体模量、剪切模量和杨氏模量降低,当x=0时,(Si_3-xCu_x)N₄的体模量、剪切模量和杨氏模量最大,分别为234.3 GPa、126.7 GPa和322.1 GPa.根据泊松比和G/B值判断出(...