非麦氏电子分布对霍尔推力器等离子体与壁面相互作用的影响

为深入分析霍尔推力器放电通道的非麦氏电子分布对等离子体与壁面相互作用的影响,采用一维非稳态鞘层动力学模型,统计了等离子体与壁面相互作用的重要物理量。结果表明,非麦氏电子分布函数和麦氏电子分布函数下等离子体与壁面相互作用存在很大差异,电子服从非麦氏电子分布时入射电子在壁面上的能量沉积,以及二次电子对主流区电子的冷却作用都明显弱于电子服从麦氏分布的情形。

电子温度各向异性对霍尔推力器中等离子体与壁面相互作用的影响

为进一步揭示霍尔推力器放电通道饱和电子温度高达50—60 eV的原因,利用二维粒子模拟方法研究了霍尔推力器中电子温度各向异性对等离子体与壁面相互作用的影响,统计了等离子体与壁面相互作用的重要物理量,如电子与壁面的碰撞频率、通道电子在壁面的能量沉积及二次电子对通道电子的冷却.结果表明,当电子温度较低时,电子温度各向异性对等离子体与壁面相互作用的影响较小;当电子温度大于24 eV时,等离子体与壁面相互作用明显增强,并且电子温度各向异性会显著地降低电子与壁面的碰撞频率,减小电子在壁面的能量沉积,减弱鞘层对通道电子的冷却效应.电子温度的各向异性通过减弱通道电子与壁面的相互作用,有利于提高霍尔推力器放电通道的饱和电子温度.

高压电极覆盖介质对气泡放电特性及等离子体-液体相互作用的影响

气泡放电能够实现高效的等离子体–液体相互作用,在能源环境、生物医学等领域有着广阔的应用前景。电极结构是决定气泡放电等离子体–液体相互作用效率的关键。增设介质层作为调整电极结构的方式之一,是介质阻挡放电等气相放电中常用的调控放电的手段;但在体系更加复杂、干扰因素更多的气泡放电中,有关介质层对放电特性及等离子体–液体相互作用的影响尚不明确。为此探究了高压电极覆盖介质对气泡放电特性及等离子体–液体相互作用的影响。结果表明,单介质结构中是中间区域丝状放电和尖端区域火花状放电的混合模式放电;而高压电极覆盖介质的双介质结构中是弥散放电。覆盖介质削弱了极性效应但促进了记忆电荷的积累;放电形貌的差异是电场和流场共同作用的结果。在等离子体活性更高的前提下,单介质结构更大的放电–溶液接触面积进一步提高了等离子体–液体相互作用效率,产生的过氧化氢质量浓度达到了32.0 mg/L,远大于双介质结构的0.9 mg/L。更多活性粒子的产生及放电过程中更强的物理化学效应使得单介质结构中溶液性质的变化也更为显著。

定量化无碰撞等离子体中波粒相互作用的理论研究

在无碰撞等离子体中,波粒相互作用会引起电磁场与粒子之间能量转移,其结果之一是重塑粒子速度分布函数.因而,如何定量化波粒相互作用是日球层和天体等离子体研究中的一个基础问题.近年来,在定量化波粒相互作用问题的研究中,取得了很多重要成果.将主要介绍相关理论研究上的进展,特别是,将重点介绍新近提出的度量共振和非共振波粒相互作用的理论方法.还将介绍该方法在度量内日球层阿尔文模式波、质子束流不稳定性和电子热流不稳定性中波粒相互作用上的应用.

激光等离子体相互作用的2(1/2)维粒子模拟程序

研制了 2 12 维粒子模拟程序PLASIM(PlasmaSimulator) ,介绍经过验证的该粒子模拟程序的算法 ,其特点是自含碰撞 ,即 β 粒子云模型的选取使得该程序无需额外的计算开销就能在程序中自洽地含有碰撞 ,使计算结果更加符合实际情况 .另外电子和离子的运动都是相对论的 ,适于模拟超强激光与等离子体的相互作用 .

电磁波与非磁化等离子体的相互作用

研究了频率为 0 .5～ 10GHz的电磁波在非磁化等离子体中的传播。在厚度为 10cm的、密度n=10 1 0 或10 1 1 cm- 3均匀的和密度分布n=n0 exp[2 (z/d- 1) ]非均匀的等离子体中 ,计算了等离子体中的电子与中性气体的碰撞频率为 0 .1～ 10GHz间的电磁波的反射功率、吸收功率和透射功率的变化。结果表明当等离子体密度比较大 (n=10 1 1 cm- 3) 、电子与中性气体的碰撞频率比较大时 ,无论是均匀还是非均匀等离子体对电磁波能量的吸收都比较大 ,最大可达 90 %。

飞秒激光与等离子体相互作用过程中超热电子能谱的测量

报道了在3TW飞秒激光器上完成的激光 等离子体相互作用过程中产生的超热电子的能谱测量结果。能谱测量显示:在较低的能段,超热电子能谱先是呈现一个局部的平台,然后迅速衰减,呈现非类麦克斯韦分布,这是由于几种加热机制共同作用,其中占主导地位的是反射激光对电子的加速;在较高的能段,超热电子能谱呈类麦克斯韦分布,拟合的温度远远高于已知的温度定标律给出的温度,其原因在于超热电子分布的高能尾部本身的抬高和激光的自聚焦及成道。

磁约束核聚变托卡马克等离子体与壁相互作用研究进展

核聚变能是潜在的清洁安全能源,其最终的实现对中国能源问题的解决尤其重要。磁约束托卡马克是目前最有可能实现受控热核聚变的方法。磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题:高参数稳态等离子体物理问题和托卡马克装置及未来反应堆关键材料问题。其中关键材料问题的解决在很大程度上取决于我们对等离子体与壁材料相互作用(Plasma-Wall Interactions,PWI)过程和机理的深入理解。PWI现象主要发生在托卡马克磁场最外封闭磁面以外的边界等离子体(又称为刮削层,Scrapped-Off Layer,SOL)和直接接触SOL的面对等离子体材料(Plasma-Facing Materials,PFM)区域内。因此,PWI问题直接决定了聚变的装置运行安全性、壁材料部件研发进程和未来壁的使用寿命。弄清PWI的各种物理过程和机理并施以有效的控制,是未来核聚变能实现的重要环节之一。对PWI国内外研究现状进行了详细的总结评述,并阐述了PWI的未来发展趋势和亟待解决的问题。

激光等离子体相互作用的局域振荡电子加热机制

用2.5维粒子模拟程序模拟了超强激光与等离子体的相互作用过程,发现超强激光可以通过J ×B加热机制加速电子并引起电荷分离,从而产生很强的静电场并形成电场势阱,电子在静电场势阱中振荡, 被多次加速,使得高速电子被甩出势阱,进而增强电荷分离,然后静电场结构被破坏,静电势能传给电子。在此 过程中,电子在此阱中作局域振荡,并且被J×B机制多次加速,激光的能量会有效地传给电子,使电子能量高 达10MeV。这是一种新的电子加热机制,称之为局域振荡电子加热机制。

表面等离子体激元共振与生物分子相互作用分析

对表面等离子体激元共振（ｓｕｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎｒｅｓｏｎａｎｃｅ，ＳＰＲ）的原理和在生物学研究方面的应用进行了综述这种技术可以直接原位、实时地跟踪生物学实验研究系统，而不需要附加参数如进行标记等手段，具有高敏感性，也可以连续监测吸附或解吸附过程，目前有关的应用涉及到生物学结合分析、动力学及亲和力测定、免疫识别研究。

表面等离子体共振技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用

表面等离子共振(SPR)近年来迅速发展为用于分析生物分子相互作用的一项技术。该技术无需标记、特异性强、灵敏度高、样品用量小,可实现在线连续实时检测。目前SPR已被广泛应用于免疫学、蛋白质组学、药物筛选、细胞信号转导、受体/配体垂钓等领域。该文阐述了基于表面等离子体共振技术生物传感器的基本原理和技术流程,综述了SPR在蛋白质-蛋白质相互作用动力学研究、蛋白质结构及功能研究、蛋白质突变和碎片分析、信号转导中的应用以及SPR在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的多项关键技术。指出SPR通过与光谱、电化学等多技术联用后,可以获得更加详实的信息。

等离子体与石墨及其涂层相互作用的研究

应用LAS2000辐照设备、射频离子源设备及HL1M装置对等离子体与石墨及其涂层的相互作用进行了系统研究,为进一步优化HL1M装置原位处理工艺、杂质控制以及HL2A装置第一壁的选材和第一壁处理。

有质动力对超短脉冲激光与固体等离子体相互作用的影响

通过测量由等离子体临界面移动造成的反射激光的频移 ,研究了有质动力对超短脉冲激光与固体等离子体相互作用的影响。实验表明 ,当激光强度达到 10 17W/cm2 时 ,有质动力将明显地降低等离子体热膨胀速度 ,造成极陡的密度分布 ,使得等离子体中的主导吸收机制 。

微波与等离子体之间的相互作用(英文)

根据微波和等离子的基本理论以及它们之间相互作用的原理，建立了由微波能、谐振腔内电场、工质流场、等离子体平衡场等组成的轴对称偏微分方程组。通过对模型的计算，获得了放电管内等离子体区的形状、电场、电子浓度和温度场，以及气体温度场。

入射频率对高功率微波与等离子体相互作用的影响分析

通过建立等离子体中的波动方程、电子传递方程和重物质传递方程,研究了等离子体对高功率微波传输特性的影响。研究了高功率微波与等离子体相互作用中产生的电子密度和透射电场的变化过程,并重点分析了变化过程中入射波频率产生的影响。研究结果表明,在相互作用过程中,等离子体中的电子密度和透射电场在一定条件下会发生阶跃变化,即等离子体区域平均电子数密度会在极短的时间内由1×10~9m^(-3)增加到1×10^(19)m^(-3),平均电场强度也会由初始场强跃变为零,并且这种变化的产生存在一定的入射阈值场强和最低产生时间。当入射电磁波的频率不同时,产生阶跃变化所需的场强阈值和最低产生时间就会变得不同,高功率微波与等离子体相互作用中存在一定的色散效应。在所考虑的范围内,阈值场强随入射波频率线性增长,而最低产生时间随电磁波频率呈非线性增长变化。

磁约束核聚变装置等离子体与壁相互作用研究简述

可控聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点,是解决人类未来能源问题的主要选择之一.在磁约束核聚变装置中,来自高温等离子体的强热流、强粒子流与直接面对等离子体的器壁之间产生的强烈相互作用,不仅会导致第一壁损伤,产生杂质,污染等离子体,引起等离子体能量辐射损失与等离子体约束性能降低,同时滞留在壁上的燃料粒子再循环直接影响等离子体密度控制.稳态控制等离子体与壁相互作用对于实现长脉冲高参数的等离子体至关重要,其主要研究内容包括面对等离子体壁材料的选择及其表面处理以控制燃料粒子再循环与杂质产生,控制来自等离子体的强粒子流和热流以减少壁材料损伤,以及发展高效冷却结构以快速移除沉积在壁上的高热负载等.经过数十年发展,特别在我国EAST超导托卡马克上,研究了石墨、钨、铍、钼等壁材料与结构,发展了壁表面清洗与涂覆改性技术,提出了多种控制等离子体热流的先进方法,初步开展了流动液态金属壁的研究,取得了重要进展,有效控制等离子体与壁相互作用,促进了长脉冲高参数等离子体的实现与性能提高.针对具有更高热负荷、更长脉冲以及高能量中子辐照等特点的长时间不间断运行的未来聚变堆,等离子体与壁相互作用稳态控制仍然面临严峻挑战.

均匀等离子体与2.45GHz微波相互作用的数值分析

圆柱形平板等离子体模型在不同磁场强度、不同等离子体密度和不同等离子体碰撞频率下 ,对 2 .4 5GHz微波在均匀等离子体中传播时的吸收、反射和衰减情况进行了数值分析。结果表明 :微波能量的吸收对于等离子体密度的变化存在着一个极大值 ,合适的等离子体密度可以增大等离子体对微波的吸收 ,减小界面对微波的反射。适当选择等离子体密度和等离子体碰撞频率 ,可以使均匀等离子体对 2 .4 5GHz微波能吸收比达到 85 %以上。

强激光与高Z靶的相互作用——激光与等离子体相互作用的理论模拟(Ⅱ)

本文用一维非平衡辐射流体力学激光打靶程序JB—19模拟了强激光与高Z的金靶相互作用形成的等离子体状态。考虑的物理过程有:韧致效应,光电离和辐射俘获,电子碰撞电离和三体复合,电子碰撞激发和退激发,线辐射和线吸收以及康普顿散射过程等。 用波长1.06μm、脉宽600ps和峰值功率密度3×10^(14)W/cm^2的高斯型脉冲辐照厚约20μm的金圆盘靶,计算出的金靶对入射激光的吸收效率和激光—X光转换效率与国外实验结果基本一致。

颗粒与高频感应热等离子体流相互作用的数值研究

通过颗粒对等离子体反影响的研究，可以有效控制颗粒在等离子体中的运动轨迹及其在高温区的停留时间，达到对颗粒有效加工的目的。本文通过对高频感应热等离子体流温度场与速度场和颗粒运动轨迹与加热过程进行选代计算。

多溴联苯醚与人血清白蛋白相互作用的表面等离子体共振及分子对接

采用表面等离子体共振(SPR)技术,在模拟生理条件下实时动态研究了8种典型多溴联苯醚(PBDEs)与人血清白蛋白(HSA)相互作用的动力学和热力学行为.通过分子对接模拟研究了PBDEs与HSA相互作用的分子机制,探讨了不同PBDEs与蛋白的结合模式及作用力.动力学实验结果表明,PBDEs中溴原子的个数和取代位置对相互作用有规律性的影响.溴原子通过改变PBDEs分子与HSA作用过程中的解离速率来影响其亲和力,溴原子个数越多,PBDEs与HSA作用的亲和力越强;而取代基位置则影响PBDEs与HSA作用结合速率的快慢,同分异构体中间位取代溴的亲和力大于邻位取代溴.分子对接结果显示,8种PBDEs主要结合于HSA的Site I位点,但结合位点周边氨基酸残基类型的差异影响了结合力.范德华力和氢键对结合能的贡献远大于静电力.