AVLIS离子引出j×B驱动法数值模拟

原子蒸气激光分离同位素 (AVL IS)离子引出有许多种方法 ,j× B驱动方法是一种新方法。研究了该方法的物理模型 ,并用数值计算方法进行了二维离子收集模拟 ,给出了各个参数对收集时间的影响。由模拟结果可知 :该引出方法比传统电场法引出的等离子体密度高 1～ 2个数量级 ,原子密度越小引出时间越短 ,电子温度越高引出时间越长 ,电极板电流线密度变化率越大引出时间越短 ,原子初速度对引出时间影响与初始参数有关     

考虑电荷交换的RF共振离子引出方法的模拟

为较全面地了解 RF(radio frequency)共振离子引出方法的特性 ,使之更好地用于原子蒸气激光同位素分离(AVL IS) ,用 PIC- MCC方法对其进行了模拟。等离子体中带电粒子在电磁场中的运动用 PIC方法模拟 ,而各粒子间的碰撞用 Monte Carlo方法来模拟 ,碰撞类型主要考虑对目标同位素离子损失影响最大的电荷交换。模拟得出了离子引出时间和碰撞损失率与引出系统的各种参数之间的依赖关系。结果表明 ,为使目标同位素离子快速而低损耗地引出 ,应该采用较大的 RF共振电压幅度和较小的极板间距 ,并且采取措施增加电子温度 ;对于原子蒸气的密度的大小 ,则应在分离产率和碰撞损失率之间权衡。     

考虑碰撞的二维离子引出过程的数值模拟

为研究各因素对原子蒸气激光同位素分离（ＡＶＬＩＳ）中离子引出特性的影响,采用二维流体理论电子平衡模型分析计算了引出过程中外加恒定电磁场和电子温度等因素对离子引出特性（引出时间、碰撞损失率）的影响。粒子间的碰撞主要考虑同位素离子和原子间的共振电荷转移,用碰撞截面来处理。数值计算结果表明,外电场和电子温度对离子引出特性影响较大。外电场强,电子温度高,则引出时间短,碰撞损失亦小。而一定的恒定磁场对引出特性影响很小。     

二维无碰撞离子引出过程的数值模拟

利用流体理论电子平衡模型，对二维不考虑带电粒子碰撞的激光分离同位素（ＡＶＬＩＳ）离子引出过程进行了数值模拟，包括对不同收集方式进行了模拟和对比，研究了离子引出过程中的物理机理及物理量的空间分布特点，表明等离子体电位略高于阳极电位，并在离子引出过程中基本保持不变；电子温度越高等离子体电位越高，离子引出时间越短；对称收集方式的离子引出时间短且离子逃逸量也少。     

电子碰撞K壳层电离截面的理论研究

基于相对论的电子离子碰撞的K壳层的电离截面理论,计算了原子C、Al、Ca、Ti、Cu、Ge、Mo、Ag、Au、Pb电子离子碰撞电离截面,并分析了其随入射电子能量和电子温度的变化趋势,所得的计算结果和其它理论值和近期的文献实验数值进行了比较,计算结果可为Kα光子产额与超热电子数额和能量模拟提供原子参数.     

分子动力学研究SiC材料中的辐照损伤过程

利用分子动力学方法模拟了SiC材料的辐照损伤过程,对缺陷的产生规律以及电子能损的影响进行了研究。模拟中,SiC原子之间的作用势采用Tersoff经验势,入射离子采用了10keV的Si和200keV的Au。在200keV的Au原子入射的情况下,利用iontrack模型考虑了电子能损的效应。结果表明电子能损的影响主要体现在级联碰撞过程中移位原子的峰值的增大,对系统稳定后最后的缺陷数量影响不明显,缺陷对个数与核能损仍然保持幂函数的关系。     

微秒级脉冲辉光放电中离子产生过程的飞行时间质谱研究

用自制飞行时间质谱仪研究了微秒级脉冲辉光放电中样品离子与基底气体离子的形成过程．气体离子和样品离子的的产生存在着时间上的差异,气体主要通过与电子的碰撞而离子化,形成于脉冲放电期间;而样品原子必须先被溅射出来,再主要通过与能量较高的粒子（氩的亚稳态原子）的碰撞而被离子化,形成于脉冲放电终止以后．文中提出了微秒级脉冲辉光放电中离子的扩散及传输模型,并对结果进行了分析和讨论．     

横向磁场对阴极区电子输运参量的影响

运用改进的蒙特卡罗模拟方法, 研究了横向磁场对氦气直流辉光放电阴极区电子输运过程的影响.考虑了四种碰撞.模拟结果表明,横向磁场通过改变电子与中性粒子的碰撞速率,对电子参数产生了重要影响.     

介质阻挡放电中Ar－Hg等离子体辐射的研究

研究了碰撞、辐射、原子和分子的计算模型（ＣＲＡＭ）模拟介质阻挡放电中Ａｒ－Ｈｇ等离子体的动态特性．在本模型中，不仅考虑了汞原子内部能级的跃迁，也考虑了准分子的形成过程．从介质阻挡放电等离子体的非平衡特性出发，对等离子体的演化全过程进行了模拟．在发展了一种新的处理电子、离子复合方法的基础上，得到了Ａｒ－Ｈｇ等离子体的演化规律．此外，还研究了汞原子的共振辐射及其准分子辐射强度与电源频率和管壁温度的关系．其中，汞原子的共振辐射强度反转的结果是与所报道的实验结果相一致的．     

介质阻挡放电中Ar—Hg等离子体辐射的研究

研究了碰撞、辐射、原子和分子的计算模型（ＣＲＡＭ）模型介质阻挡放电中Ａｒ－Ｈｇ等离子体的动态特性。在本模型中，不仅考虑了汞原子内部能级的跃迁，也考虑了准分子的形成过程。从介质阻挡放电等离子体的非平衡特性出发，对等离子体的演化全过程进行了模拟。在发展了一种新的处理电子、离子复合方法的基础上，得到了Ａｒ－Ｈｇ等离子体的演化规律。此外，还研究了汞原子的共振辐射及准分子辐射强度与电源频率和管壁温度的关系。     

C~(q )离子与Ar原子碰撞反应过程中转移电离的研究

应用位置灵敏探测和飞行时间技术,测量了Cq (q=1,2,3)离子与Ar原子碰撞反应中的转移电离截面与单电子俘获截面之比,并与DuBois的Heq (q=1,2)与Ar的实验结果进行比较.同时在玻尔的过垒模型基础上,给出进一步的定性解释。     

MEEVA源生成Ti金属等离子体粒子密度和电离度的原子发射光谱诊断

利用原子发射光谱对等离子体粒子密度进行诊断的Saha-Boltzmann方程法,并对其进行了改进.并结合多谱线斜率法,针对用英国avantes公司生产的AvaSpec-2048FT-8-RM型光栅光谱仪采集到的金属蒸汽真空弧(MEVVA)源生成的金属钛等离子体的发射光谱,对其电子、离子温度,电子、原子、一价离子和二价离子密度,原子和一价离子电离度进行诊断;对MEVVA Ti等离子体的热力学状态进行了判断;从而实现MEVVA Ti等离子体的发射光谱诊断.此外,还对MEVVA Ti等离子体参数随离子源工作弧压的变化情况进行了讨论.     

托卡马克中氢原子密度分布的模拟

采用Monte-Carlo方法,模拟了CT-6B托卡马克中氢原子的输运过程,考虑了弹性碰撞、电荷交换和碰撞电离等过程,得到了CT-6B中氢原子密度的径向分布,并与实验结果进行了比较.     

多次返回碰撞轨道对原子高阶阈上电离的贡献

在超短强激光场与原子分子相互作用过程中,阈上电离光电子能谱的高能平台结构(高阶阈上电离)是一个很重要的现象。基于绝热近似理论,人们发现这一现象是电离电子与离子核的背向散射导致的,不考虑离子与电子之间库仑势的情况下主要来源于第一次返回轨道的贡献。本文在半经典再散射模型下,在整个电离过程中都考虑了离子核对电子的库仑吸引作用,对氢原子的阈上电离进行研究,发现多次返回碰撞轨道也对电子的高能平台结构有很重要的贡献。     

超高速碰撞电磁效应数值模拟

采用理论分析和数值模拟结合的方法对超高速碰撞产生等离子体问题进行研究. 通过SPH方法,建立二维轴对称模型,针对不同碰撞速度进行数值模拟,对比不同时刻碎片云的形状以及膨胀速度,验证数值模拟的正确性;利用Thomas-Fermi模型,计算超高速碰撞过程中SPH粒子的温度,对于发生汽化的部分考虑其产生的等离子体参数;以统计物理学为基础,基于化学反应动力学原理,建立了非热平衡等离子体电子数密度、电子温度、宏观温度以及内能之间的关系,用以计算超高速碰撞过程中产生等离子体的参数. 给出不同时刻碰撞产生的总电荷数随时间的变化,将数值模拟结果与文献中经验公式结果进行对比,验证了本文中计算超高速碰撞产生等离子体方法的正确性.     

关于共价AB_n~q型分子的成键与构型

设V为中心原子价电子层中的价电子总数;n为配位原子数;m为中心原了的孤电子对数;M为中心原子的价电子数。中心原子的孤电子对数m值可按下述公式求得。在共价AB_n~q型分子中,当配位原子不是氧原子,则m等于中心原子的价电子数减去该原子在成键时的电子数(此数等于配位数n)除以2。则 m=(M-n)/2;在共价AB_n~q型离子中,因为中心原子的价电子数加减离子电荷所需的电子数结果是8,计算时可以简化,可     

Cq＋离子与Ar原子碰撞反应过程中转移电离的研究

应用位置灵敏探测和飞行时间技术,测量了C^q＋（q=1,2,3）离子与心原子碰撞反应中的转移电离截面与单电子俘获截面之比,并与DuBois的He^q＋（q=1,2）与Ar的实验结果进行比较．同时在玻尔的过垒模型基础上,给出进一步的定性解释．     

原子围栏中金属表面电子波函数的计算及图像模拟

首先用薛定谔方程求解被束缚在原子围栏中金属表面电子的波函数,包括圆形,矩形,跑道形的围栏.然后应用M atlab数学软件,利用有限元方法,借助于计算机分别模拟出三种形式围栏内金属表面电子的分布图,描述了原子围栏中金属表面电子的分布情况.最后,将计算机模拟图与用实验所绘图像进行比较.     

氧化还原离子方程式的一种配平方法

经常遇到的氧化还原反应大多是以离子的形式在水溶液中进行的。离子方程式的配平一般用氧化数变化法和离子电子法。实践证明,这两种配平方法各有其优缺点。下面介绍一种基于电荷平衡和部分原子平衡的配平方法,以作补充。这种方法无需考虑原子的氧化数及其变化,也不必考虑反应中电子得失的情况,它对许多离子方程式的配平有简单明了,容易掌握之特点。现以几种不同情况分别讨论如下:     

等离子体源离子注入柱形空心阴极内表面的蒙特-卡罗模拟

采用蒙特—卡罗方法对柱形空心阴极的氮离子(N ,N2 )注入进行了研究,考虑了氮离子与中性原子的电荷交换和弹性碰撞,计算了氮离子在不同压强下鞘层内表面的能量分布及角分布.