气体放电中的二维等离子体鞘层理论

气体放电中的等离子体鞘层特性一直是人们感兴趣的和活跃的课题,特别是对于已经广泛应用于近代科技领域中的各种等离子体离子源和离子束技术等研究是很有意义的。迄今文献上一般还只研究一维的鞘层特性。但是,实际上诸如在等离子体离子源等装     

等离子体鞘层中共存三条通向混沌的道路

在许多等离子体装置(如等离子体离子源等)中,等离子体几乎都受到一定周期外力(如正弦信号)的作用。为此,我们在过去研究无外力下等离子体鞘层的物理模型的基础上,进一步考虑了这个重要因素。这时,在周期外力驱动下归一化的等离子体鞘层演化方程变为(有关符号见文[1])     

等离子体源离子注入离子鞘层及鞘层扩展动力学计算方法

综述了近年来国内外对等离子体源离子注入离子鞘层理论研究的进展情况. 介绍了研究离子鞘层扩展动力学所常用的几种计算方法并通过比较指出了其各自的优缺点及适用条件. 通过对一些计算结果的分析指出了在PSII实验中常见的样品表面离子注入不均匀等问题出现的原因及解决办法, 介绍了PSII方法用于柱状长管子内表面改性时的计算结果, 并力图展望今后PSII离子鞘层扩展动力学计算的发展趋势.     

准稳态磁层晨-昏不对称性的模拟研究

基于一个新的全球三维磁层模型, 系统地研究了地球磁层在准稳态情况下的近磁尾晨、昏侧磁鞘区位形及粒子密度、粒子尾向通量密度等的不对称性问题. 结果表明, 磁鞘厚度的晨-昏不对称性是行星际磁场螺旋线位形所造成的固有现象, 是晨-昏侧不同的激波条件产生的结果, 而晨-昏侧粒子密度与粒子通量密度的不对称性主要是晨-昏侧磁鞘厚度的不同所致, 受磁层顶磁重联的影响不显著. 还研究了日下点磁层顶等离子体“减压层”(PDL)对磁层晨-昏不对称性的影响, 认为其可使昏侧粒子总通量略高于晨侧.     

封面说明

正太阳光球层的米粒组织是太阳对流层中等离子体对流运动所产生的一种现象.米粒组织的中心区域是上升的热等离子体,而边缘则是下降的冷等离子体.这导致它们在太阳光球层上呈现颗粒或元胞状,它们表征的是太阳能量从亚光球层到光球层的转换过程.研究太阳黑子周围米粒组织形态特征能帮助我们更好地理解太阳黑子形成过程中这种能量的转     

激光聚爆玻璃壳靶的空间分辨X光摄谱结果

一、测试目的与原理 激光与等离子体相互作用的大量实验说明,被吸收的激光能量向靶的临界密度层以内的输运过程是十分复杂的,热流可能被磁场所抑制,等离子体密度分布可能被等离子体非线性效应所修正。因此,采用空间分辨X光摄谱来研究这些效应是十分必要的。此外,它对研究各种离子在不同条件下的能级跃迁与粒子数反转,进而研究产生X光受激辐射的条件等都是一项有效的工具。     

热泉微生物的矿化作用和机制: 来自华南富硅热泉光合自养微生物席中的证据

热泉微生物是地球极端生命体的重要表现形式, 它们不但对于研究地球生命起源和生命演化意义重大, 而且在地球成矿过程中发挥了重要作用. 以采自中国广东省境内两处热泉光合自养微生物席为研究对象, 运用地质学和现代生物学的微观研究方法, 对其中的微生物矿化作用和机制进行了研究. 结果表明, 热泉微生物席对Si, Al, Fe和Ca等多种元素具有重要的富集能力, 在SiO₂, CaCO₃和黏土等热泉矿物形成过程中所起的作用不容忽视. 胞外聚合物质(EPS)在热泉微生物矿化过程中扮演了重要的角色, 矿化过程主要限制在蓝细菌细胞壁外或鞘层外的EPS层中发生. 细菌壁外发育的鞘层同样对于蓝细菌的生物矿化意义重大. 由于鞘层的存在, 一些蓝细菌在表面矿化发生的同时, 还能进行正常的新陈代谢活动. 根据两处微生物席的多种矿化特征, 提出将热泉微生物席的矿化过程划分为早期表面矿化、中期降解矿化和晚期矿物脱落等3个阶段. 上述认识, 对于理解发生在现代和古代热泉环境中的矿化过程、沉积过程以及微化石保存过程均具有重要的意义.     

托卡马克边界等离子体密度梯度不连续对低杂波传播的影响

迄今为止,用低杂波驱动出等离子体电流,仍是有希望维持托卡马克稳态运行的途径之一.因此,研究低杂波在等离子体中的物理过程,仍是近年这方面理论和实验所关注的焦点.按照目前理论上的观点,低杂波在被等离子体完全吸收之前,通常要在其截止层和等离子体中心之间的区域往返传播多次,由于磁场剪切和环效应,低杂波的平行折射率 n将有较大的上移.n上移的大小,一般取决于低杂波环向模数 m 的变化,而波在传播过程中各物理量的变化是由一个常微分方程组——射线轨迹方程来描述的,因此,可以预想,初值和边界参数对方程组解的性质影响很大.下面我们将证明,由于托卡马克限制器的存在,使得边界等离子     

一个新的描述等离子体非线性交换模的方程

交换模是等离子体中重要的低频静电模之一,它的激发对等离子体的平衡和稳定性具有重要影响。特别是交换模的非线性发展,将在等离子体中形成规则的涡旋结构,这些规则结构可能是导致等离子体反常输运的原因之一。因此,近几年来,人们对它作了较为广泛的研究。在这些研究中,都假定等离子体的密度非均匀性是线性的,即漂移速度V_d是一个常量。本文研究漂移速度是坐标的函数(V_d=V_d(x))时等离子体中的非线性交换模,得到一个新的非线性方程。     

高压脉冲放电脱除NOx的反应机理实验研究

用低温等离子体法脱除燃煤发电厂排烟中SO_2和NO_x已被广泛研究。其中低温等离子体由电子束辐射、高压脉冲放电及电介质层放电等手段产生。电子束法脱除NO_x及SO_2的反应机理研究开始于70年代,80年代末已有了复杂的动力学模型。80年代中期以后人们逐渐开始脉冲电晕放电及电介质层放电脱硫脱硝机理的理论研究工作。由于脉冲电晕放电现象本身的复杂性,该方法脱硫脱硝的动力学研究结果与大量的实     

低温等离子体化学——化学的新领域

低温等离子体化学是一门年青的学科,虽然从诞生到现在才十几年,但已表现出强大的生命力,实现前所未有的化学反应,为化学这门科学开辟了一个新领域。什么是低温等离子体化学呢?这需要从等离子体的发现和研究谈起。等离子体现象人们并不生疏,在自然界,炽热烁烁的火焰、光辉夺目的闪电、以及绚烂壮丽的极光都是等离子体的作用。这说明,宇宙间广泛地存在着等离子体。但是人们对等离子体本质的认识和研究却是     

含氢a-Si:H/SiO2多层膜的蓝光发射及其发光机理研究

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中, 采用a-Si:H层淀积与原位等离子体氧化相结合逐层生长的方法成功制备了一个系列的不同a-Si:H子层厚度的含氢a-Si:H/SiO₂多层膜, 在室温下用肉眼观察到了较强的光致蓝光发射, 与此同时还观察到其发光峰峰位和吸收边随a-Si:H子层厚度的减小而逐渐蓝移. 对a-Si:H/SiO₂多层膜的蓝光发射机制及氢的作用进行了分析和讨论.     

螺旋波等离子体合成SiON薄膜及其特性

采用不同比例的N_2/Ar螺旋波等离子体(HWP),对Si表面进行氮化处理合成SiON薄膜.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)结果显示,SiON薄膜主要由Si–O–N和Si–N键的两相结构组成.原子力显微镜结果表明氮化层光滑平整,薄膜表面粗糙度小于1.2 nm.水接触角的测量表明经过等离子体处理后样品表面疏水性能提高.放电过程中通过发射光谱采集了不同N_2和Ar流量比放电时的光谱数据,研究了等离子体中的粒子与SiON薄膜结构之间的关系.     

用束-箔方法确定ArⅡ和FeⅠ的吸收振子强度

在核聚变和等离子体物理中,对边界元素以及靶丸原子的参数、聚变等离子体过程的研究,振子强度是一个非常重要的物理量.因为从理论上解释等离子体的光谱特性、设计等离子体模型、预言等离子体行为、诊断等离子体的成分与性质都是必不可少的参量.此外,利用这个参量还可以为判断其它物理参数(如波函数等)的合理性提供判据.人们从实验上测定跃迁振子强度的方法主要有稳定弧(Stalilized arcs)发射测量和冲击管(shock tubes)吸收     

激光拍频波驱动的电子等离子体波的有质动力饱和效应

电子等离子体波的拍频激发在等离子体加热、等离子体诊断、激光等离子体加速器以及在研究电离层等离子体等方面具有广泛的应用。最近,由于激光拍频加速器及Surfatron工作的兴起,电子等离子体波的非线性激发及其对粒子的加速引起越来越多的研究者的兴趣。理论上电子等离子体波的最大振幅可达到波破裂极限,E_p=mcωp/e,对于10~(18)     

CT-6托卡马克铁芯变压器的感应磁场

前言在有铁芯的托卡马克装置中,铁芯对等离子体电流存在一个吸引力。这是由于等离子体电流磁化铁芯变压器,后者在等离子体区产生附加的感应磁场的结果。感应磁场和等离子体电流成正比,其数值和等离子体电流的角向磁场可比,其形态对等离子体环的位移稳定性是     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

电离毛细管等离子体在激光加速领域的应用

激光加速是近年提出的一种新型加速机制,它以等离子体为加速介质,受到等离子体性质的强烈影响.电离毛细管装置作为一种能稳定产生等离子体通道和调制等离子体参数的可靠工具,既可以承载激光等离子体尾波的高梯度加速场,又能提供放电电流驱动的高梯度横向聚焦磁场,在紧凑型激光加速器、辐射源及等离子体透镜的研究中发挥着重要作用.本文介绍了电离毛细管等离子体的原理及特性,归纳了它在激光加速领域的主要应用,包括作为加速段进一步提高激光等离子体加速粒子束的能量及质量、作为束流传输元件匹配加速粒子束的实际应用需求.在此基础上,对毛细管等离子体未来的发展趋势进行了展望,并简要介绍了北京大学电离毛细管等离子体平台的建设情况.     

钛原子吸收振子强度F值的确定

在核聚变和等离子体物理中,对边界元素、以及靶丸原子参数、聚变等离子体过程的研究,振子强度是一个非常重要的物理量.因为从理论上解释等离子体的光谱特性、设计等离子体模型、预言等离子体行为、诊断等离子体的成分与性质都是必不可少的参量.此外,利用这个参量还可以为判断其它物理参数(如波函数等)的合理性提供判据.本工作选择了钛原子,采用束-箔技术通过测量能级寿命确定振子强度,得到了与我们利用量子力学理论计算相符合的结果.     

等离子体化学新进展

等离子体化学是在等离子体物理学的基础上发展而形成的一门新兴学科。由于等离子体化学反应与已实现工业化的一些高温化学反应、光化学反应、放射或辐射化学反应相比,具有较高的收率和良好的选择性,所以近年来在应用研究上已取得了重大突破。《等离子体化学新进展》一文介绍了等离子体化学在金属处理、材料表面改性、合成反应、聚合反应和研制超微粒子等方面的进展及研究动态。