同轴枪正、负脉冲放电等离子体特性的对比

同轴枪脉冲放电产生的等离子体具有高速度、高密度的特点,在核聚变、空间推进、天体物理领域具有很高的应用价值.本文针对不同放电方式对等离子体特性的影响进行了理论实验研究,通过调换脉冲电源整流二极管的方向改变充电电流方向实现正、负脉冲放电,采用光学、电学、磁探针等诊断手段,研究了正、负脉冲放电产生的等离子体性能;通过高速相机观察到正脉冲等离子体的分团现象,使用了图像处理技术,量化对比了等离子体发光强度.结果表明在相同工作气压和放电电压下,负脉冲等离子体拥有更高的密度,流速稍小但性能趋稳;而正脉冲等离子体具有更高的射流速度,也易产生明显的分团现象,所得实验结果与理论分析相一致.     

紧凑型氢等离子体枪设计和实验

设计了一种紧凑型氢等离子体枪及驱动电路。这种枪采用同轴结构,电极之间有两层石墨环和两层氢化钛,利用氢化钛作为气源储存体,利用表面闪络机制产生等离子体。实验诊断表明,等离子体枪能产生密度为10×10~1012/cm3,半径为1~2cm,长度为60~80cm的等离子体柱,它在磁场导引下存在时间大于400 μs。该枪结构简单、体积小、重量轻、工作电压低、使用方便。适合作为等离子体高功率微波器件中的等离子体源。     

紧凑型氢等离子体枪设计和实验

 设计了一种紧凑型氢等离子体枪及驱动电路。这种枪采用同轴结构,电极之间有两层石墨环和两层氢化钛,利用氢化钛作为气源储存体,利用表面闪络机制产生等离子体。实验诊断表明,等离子体枪能产生密度为10×¹⁰~10¹²/cm³,半径为1~2cm,长度为60~80cm的等离子体柱,它在磁场导引下存在时间大于400 μs。该枪结构简单、体积小、重量轻、工作电压低、使用方便。适合作为等离子体高功率微波器件中的等离子体源。     

HL—1装置脉冲送气控制等离子体密度实验

本文描述HL-1装置用脉冲送气控制等离子体密度的实验。其结果表明等离子体建立后工作气体的快速注入(即边缘加料)能提高等离子体密度,改善等离子体性能。在较好地控制装置放电条件后(主要是等离子体电流,位移和杂质控制),多脉冲或长脉冲补充送气能在较宽范围内(0.8—7.0×10~(19)·m~(-3))有效地控制等离子体密度及波形,装置稳定运行区域大为扩展。最后讨论了器壁再循环对密度控制的影响和送气的加料效率。     

PEOS功率倍增装置的物理设计与等离子枪实验

对PEOS功率倍增装置进行了物理设计与模拟计算并进行了脉冲等离子体枪实验。给出装置参数的选择方法,包括电路参数与PEOS参数的选择。为得到要求的功率倍增和能量传输效率,分析指出注入等离子体密度n_p与速度v_d的乘积要大而n_p相对要小,v_d要大;而且为断路快、阴极半径r要适当小;模拟计算结果证实了这一分析。对装置关键部件脉冲等离子体枪进行设计、研制和实验,在距枪60cm处测得碳离子速度v_d～5×10~(?)cm/s,离子密度n_p～4×10(?)/cm。     

剪切干涉测量电缆枪等离子体电子密度

用剪切干涉仪测量了电缆枪产生的等离子体电子密度分布.在实验中获得了激光波前通过等离子体后的干涉图样,测出等离子体沿轴向的平均运动速度约为2 cm/μs.对干涉图进行了二维波前重建,计算了电子线积分密度,给出了直观的等离子体分布图像,并计算了自由电子总数.根据等离子体的圆柱对称关系,利用Abel积分变换算出了局部电子密度沿径向的分布曲线.     

放电参数对爆燃模式下同轴枪强流脉冲放电等离子体的影响

同轴枪强流脉冲放电常见有爆燃模式和预填充模式两种放电模式,爆燃模式放电可以得到杂质少、准直性高、输运速度更快的等离子体射流.本实验主要对不同电压及进气量下同轴枪强流脉冲爆燃模式放电的等离子体特性进行了研究.结果表明,在相同放电电压下,进气量少时会有多团等离子体从枪口喷出.随着进气量的增加,同轴枪放电产生的等离子体密度增加,输运速度减小,最终等离子体只有一团从枪口喷出;而在相同进气量下,随着电压的增加,等离子体密度增加,输运速度增大,开始出现有多团等离子体从枪口喷出的现象.产生该现象的原因主要是在放电过程中,当气体持续进入枪底部时,同轴枪底部会产生新的电流通道向前运动,使得在同轴枪出口处观察到了多团等离子体喷出的现象;随着放电电压的增加,在放电过程中回路电流也增加.当电流增加到一定程度时,同轴枪底部就会产生新的电流通道,从而有多个等离子体团从枪口喷出.通过改变充电电容以及对磁探针信号的分析,进一步分析并验证了同轴枪底端多次放电的现象.     

射频电子枪中LaB6阴极的研究

 一种用于射频电子枪中的LaB₆热阴极已经研制成功。分别研究了(100)、 (110)、(111) 晶向LaB₆单晶的热发射特性。选用(100)晶向的LaB₆单晶材料作为发射体并用铼做基底材料。试验表明,在1823K工作条件下,其热发射电流密度达到 30A/cm²;在真空条件为5×10^-5Pa下,寿命已达10000小时以上。在室温下反复多次暴露大气后,其发射性能保持不变。     

等离子作融蚀断路开关实验研究

本文叙述了在EPA-74脉冲线加速器上开展的等离子体融蚀断路开关(PEOS)实验研究工作。实验中采用三个等离子体发射枪,磁绝缘传输线(MITL)的阻抗为133Ω。实验表明PEOS可以降低二极管预脉冲电压。使束的焦斑变小,增大X射线剂量。预脉冲电压由原来的60kV降低到10kV,靶正前1米处X射线剂量增加了77％。     

阿尔芬波加热低β托卡马克等离子体的数值分析

本文对托卡马克等离子体阿尔芬波加热的动力学问题提出了一种新的处理方法,该方法简便、直观,并适用于其他波加热动力学问题的数值分析。     

等离子体化学气相沉积TiN中参数的研究

一、引言 等离子体化学气相沉积(PCVD)薄膜是广泛应用的新技术。它沉积温度低,可沉积薄膜种类多,包括各种作为功能材料和结构材料的无机非金属薄膜。刘大明等对PCVD的动力学过程进行过研究。PCVD设备及工艺较简单,绕镀能力强,并且利用非平衡电离     

激光产生等离子体的研究

强激光（≈１０＾８－１０＾９Ｗ．ｃｍ＾－＾２）轰击固体靶产生等离子体，用４ｋＶ电势引出，得到最高总束流峰值为４．５ｍＡ，观察到离子最高电荷态为Ｃ＾３＾＋，Ａｌ＾３＾＋，Ｃｕ＾４＾＋，Ｔａ＾５＾＋，Ｐｂ＾４＾＋。另外，还详细研究了激光能数对等离子体的影响及激光等离子体的损失。     

单成份等离子体状态方程

一、引言 在热核聚变研究中,等离子体状态方程对实验和理论计算都是很重要的基础参数,尤其是在惯性聚变研究中,等离子体的温度和密度的变化范围都很大,因此给出等离子体在全区域内的状态方程是有重要意义的。     

低温等离子体对塑料表面处理——低温等离子体对高密度聚乙烯表面处理的ESR研究

本文研究了不同处理条件(处理功率、处理时间和处理压力)下等离子体气体(Ar、N₂、O₂和空气等)对高密度聚乙烯表面处理产生的自由基的ESR谱。我们观察到等离子体处理产生的自由基是相当稳定的,它的ESR信号强度随处理功率和处理时间增加而增加。但处理压力对它影响不大。我们证明了紫外线对高密度聚乙烯表面产生自由基作用随处理条件而变化。并初步解释了谱的超精细相互作用。     

辉光放电中处理聚四氟乙烯表面：Ⅱ,ESR研究PTFE膜自由基

在外部电极电容耦合式反应装置中,对聚四氟乙烯(PTFE)膜进行了辉光放电处理。通过电子自旋共振(ESR)谱研究了PTFE在处理过程中所产生的自由基,着重讨论了温度对ESR谱的影响。最后,以DPPH为内标,测定了处理后PTFE膜的自由基浓度,并考察了自由基在空气中的衰减情况。     

HL—1装置边缘参量的光谱学研究

用光谱学方法测量了HL-1托卡马克等离子体中性氢原子密度n_0的时空分布,氢原子流入通量Г_0。粒子约束时间τ_p及再循环系数R等,测得n_0约为10~9—10~(11)cm~(-3),Г_0为10~(15)—10~(16)cm~(-2)·s~(-1),τ_p为几毫秒到几十毫秒,R≈0.8。根据多次放电实验数据得到了有关的定标关系。实验表明,孔栏半径的大小对氢原子流入通量及粒子约束时间都有显著影响。孔栏在粒子再循环方面起主要作用。