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2008年 第28卷 第2期    刊出日期：2008-06-15

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等离子体物理学

HL-2A装置偏滤器位形超声分子束注入深度观测

冯北滨，姚良骅，李伟，陈程远，冯震

2008, 28(2):  97-100. 

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用22道H_α辐射测量阵列观测了HL-2A装置偏滤器位形超声分子束的注入过程。观测结果表明：在HL-2A装置偏滤器位形下，当分子束注入气源压强大于1MPa时，H_α辐射沿径向分布存在两个峰值，其第二个H_a辐射峰值位于r/a~0.8附近，表明大部分氢粒子在等离子体边缘(SOL区域)即被离解或电离，但仍有部分氢粒子沉积在分界面内5cm。

Z箍缩等离子体MHD不稳定性的简化分析

丁宁，张扬，刘全

2008, 28(2):  101-104. 

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在Haines的理论模型基础上，将金属丝阵负载Z箍缩内爆等离子体MRT不稳定性发展的全过程划分为四个部分加以描述，并利用ZP-0D程序定性分析了丝阵参数和驱动器条件对不稳定性的影响。研究结果表明，增加丝阵的丝根数，能够明显改善Z箍缩的稳定状态，有利于提高箍缩停滞时等离子体的温度、密度及X射线产额。

HT-7装置软X射线诊断系统及锯齿行为研究

段艳敏，陈开云，胡立群

2008, 28(2):  105-110. 

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利用HT-7装置上建立的多阵列软X射线诊断系统对等离子体放电中的锯齿不稳定性进行研究，发现锯齿的出现及其行为特点与等离子体电子密度N_e、电子温度T_e、边界安全因子q_α、壁条件等放电参数有密切关系。在低杂波电流驱动等离子体放电条件下，观察到m/n=1/1的中间模振荡出现在锯齿的上升阶段，并迅速发展、饱和、衰减，在锯齿塌陷或先兆振荡出现以前消失。分析和讨论了欧姆加热条件下和低杂波加热条件下的锯齿行为。

Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应

郝晓飞，郝东山

2008, 28(2):  111-114. 

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应用多光子非线性Compton散射理论，研究了Compton散射下的强激光等离子体冲击波对固体的热烧蚀效应，给出了冲击波功率密度与靶材熔化温度及沸腾温度与加热时间的表达式，得到了冲击波照射靶材烧蚀孔的最佳实验条件。结果表明：固体的生热率提高，温度分布发生变化，作用点达到熔化和沸腾温度所需时间和功率比无散射时小。当冲击波能量为250J，到靶面的距离为70~80mm时，对靶材烧蚀孔的效果较好。当时间为1.2~3.6ms，到靶面的距离为28~80mm时，烧蚀效果较好；当能量密度为400~2800J•cm^-2时，烧蚀深度成较差的线性增加，功率密度与烧蚀斑尺寸近乎成反比。

离子(N₂⁺, N⁺)在氮辉光放电等离子体光辐射中的作用

张连珠，孟秀兰

2008, 28(2):  115-120. 

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采用氮辉光放电等离子体电子与重粒子综合的Monte Carlo模型,研究了离子(N₂⁺，N⁺)与氮分子碰撞产生光辐射的强度分布及其

在氮辉光放电等离子体光辐射中的作用。两种离子产生的各种碰撞激发和辐射都分布在鞘层区内，光辐射强度向阴极方向逐渐

增加，且总强度随放电电压增加而增强。相对于电子产生的碰撞激发辐射，离子(N₂⁺，N⁺)引起的辐射在阴极附近引起次最大

光强，且原子离子N⁺的作用较分子离子N₂⁺大。当电压较低时，离子(N₂⁺，N⁺)引起的辐射可以忽略。模拟结果很好解释了两

种典型的N₂辉光放电光学发射谱的实验结果，为等离子体诊断研究中的光谱数据分析提供参考。

C₆₀团簇与等离子体相互作用的分子动力学模拟

王桂秋

2008, 28(2):  121-124. 

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用分子动力学模拟方法研究了C₆₀团簇与稠密等离子体的相互作用。在线性化的伏拉索夫-泊松理论框架下，借助于经典的等离子体介电函数，推导了团簇的阻止本领的一般表达式。用数值方法求解了团中离子的运动方程，研究了团簇的库仑爆炸过程，讨论了入射速度、等离子体密度和电子温度对阻止本领和库仑爆炸的影响。结果发现尾流效应降低了C₆₀团簇离子的库仑爆炸速度，甚至压缩了团簇的结构，在高速、低密、高温的情况下库仑爆炸进行得更快。

激光等离子体中的强朗缪尔湍动谱分析

刘笑兰，刘三秋，杨小松

2008, 28(2):  125-128. 

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通过数值计算完全的萨哈罗夫方程，得到了朗缪尔波能量密度谱图。从一系列的谱图中可以看出，波的塌缩过程是沿着能量密度谱由小波数区域向大波数区域转移，朗缪尔波在塌缩过程中出现成丝现象。通过对获得的朗缪尔波平均能量密度谱进行拟合，得到了朗缪尔波能量密度谱函数。

SHML模型计算Sn等离子体的平均离化度

闫安英1，姜明1，戚作涛2，包兴明3

2008, 28(2):  129-131. 

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利用考虑l 能级分裂的屏蔽氢离子模型(SHML)，计算了Sn在密度为0.001～10g•cm^-3温度为100～2000eV时的平均离化度。给出了平均离化度随密度及温度的变化关系，并分析了出现“平台”的原因。

等离子体湍流扰动诊断数据的系综平均与湍流物理概念的一致性问题

秦运文

2008, 28(2):  132-135. 

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讨论了等离子体湍流诊断数据分析中的统计系综平均问题。指出时间平均和样本平均作为近似系综平均可能存在的问题。对前者，建议用扰动量的统计系综平均值与它的均方根值的比值，来判断扰动量的随机性程度；对后者，说明该近似的精度在很大程度上取绝于样本数据时间总长度与扰动关联时间之间的数量级关系。本文还列举一些与等离子体湍流物理概念不一致的实验数据分析方法，以引起重视和讨论。

核聚变工程技术

HL-2A装置ECRH主高压电源的研制

宣伟民，姚列英，李青，毛晓惠，邵葵，陈宇红，王雅丽，王英翘，徐伟东

2008, 28(2):  136-141. 

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介绍了HL-2A装置电子回旋系统主高压电源的研制。用星点控制技术实现了高压直流平台输出电压的调节；用TM-703FB大功率调制管为核心的高压调制技术实现了高压电源输出电压的快速升降及电源的快速保护。用前馈补偿和反馈控制技术实现了输出电压波纹小于1%。电源输出总体指标为-60kV/(25A×4)/1s，满足了ECRH系统的要求。

ITER聚变装置重力支撑有限元模态分析

侯炳林，潘传红，李鹏远

2008, 28(2):  142-145. 

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运用有限元分析软件ANSYS建立了ITER装置重力支撑结构环向20°的三维有限元模型，采用子空间法对ITER重力支撑结构系统进行了有限元模态分析，求出了重力支撑系统的前10阶固有频率和振型，并对振型特点进行了分析。

ITER过渡馈线直线段管的优化设计与屈曲分析

王开松1，赵韩1，宋云涛2，杨庆喜2

2008, 28(2):  146-149. 

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根据强度原则，用有限元静力分析方法优化了馈线系统直线段管中的圆管和波纹管相关结构的设计参数；根据能量准则，通过特征值屈曲分析和非线性屈曲分析方法，用有限元法稳定性的判据计算出长跨度的薄壳直线段管发生失稳时的临界载荷为1.21MPa，验证了该结构在正常工况(安全系数为12.1)和故障状态工况(安全系数为6.05)下不会发生失稳现象，为ITER馈线系统的下一步研制提供了基础。

HL-2A装置ECRH水冷却系统的研制

杨家兴1，张劲松2，杨继芳2，刘光钰2，唐芳群2，田培红2

2008, 28(2):  150-153. 

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研制了压强达0.6MPa总流量达94m³•h^-1的HL-2A装置电子回旋共振加热水冷却系统，介绍了该系统的设计、水压控制和参数

测量。计算了水压降和高电压环境中水电阻，测得的回旋管阳极水回路中的漏电流小于1mA。

HL-2A装置ECRH超导磁体磁场分布测量

白兴宇1，黄 梅2，饶 军2

2008, 28(2):  154-157. 

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测量了HL-2A装置ECRH超导磁体的磁场分布。测量结果析表明，其归一化纵向磁场在磁场中心20mm区域内大于0.992，径向分布在磁场中心平面上浮动小于1.48%，杂散场在贴近超导磁体表面时的最大分量小于50mT，满足实验要求。

高压隔离电参数测量的新方法

司利鹏，饶 军，王明伟

2008, 28(2):  158-162. 

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介绍了用铌酸锂(LiNbO₃)高速光强度调制器测量HL-2A装置ECRH系统高压隔离电参数的新方法，测量结果表明：隔离100kV高压的响应时间小于0.1μs，线性误差小于1%，并对器件存在的问题和实际应用的可行性进行了分析。

反质子和离子加速器收集环的超导二极磁体设计

朱银锋，吴维越，武松涛，徐厚昌，刘常乐

2008, 28(2):  163-166. 

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介绍了德国FAIR工程中的收集环(CR)超导二极磁体的工程设计。用CATIA软件建立了CR超导二极磁体的三维模型，并用ANSYS软件对建立的1/4模型进行了磁场和电磁力的分析，基于磁场分析对线圈盒进行了位移和应力的初步分析，并对磁体失超后液氦容器可能出现的最大位移和最大应力进行了分析。进行的分析研究为实验磁体和产品磁体的制造提供了必要的参数。

等离子体应用

介质阻挡放电等离子体中OH自由基的光腔衰荡光谱原位诊断

刘忠伟1，赵国利1，王 健1，朱爱民1, 2，杨学锋1, 2，徐 勇1, 2

2008, 28(2):  167-171. 

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研制了一套等效噪声吸收可达3×10^-9cm^-1的连续波光腔衰荡光谱装置。用该装置对介质阻挡放电等离子体中的OH自由基和水进行了原位定量测量，考察了OH自由基数密度随气压和放电电压以及放电频率的变化情况。实验结果表明，在(2.13~22.0)Χ10³Pa范围内，随着气压增加，OH自由基数密度在气压较低时增加；而在较高气压时由于H₂O的解离吸附作用使得体系中电子密度减小，OH自由基数密度随之减小。随放电电压和放电频率增加介质阻挡放电等离子体中电子密度和电子能量增加而导致OH数密度增加。

等离子体气动激励器布局对放电特性与加速效果的影响

李益文1，李应红1，吴 云1，梁 华1，苏长兵1，刘立彬2

2008, 28(2):  172-176. 

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在常规大气环境下，对常规、半圆和锯齿三种不同布局的等离子体气动激励器的放电特性与加速效果进行了实验研究，对不同激励参数下的频率与放电电压和频率与放电电流以及等离子体气动激励器诱导的边界层速度进行了测量。实验结果表明：当等离子气动激励器基本设计参数相同时，布局形式的改变使得放电电压和放电电流参数值发生变化，但其谐振频率保持不变，诱导气流速度则相应的发生改变；实验中还发现，半圆、锯齿等离子体气动激励器放电时离子流对绝缘材料有很强的破坏作用。

圆筒状DBD放电特性模拟研究

何 涛，丁 可，张 菁，郭 颖

2008, 28(2):  177-181. 

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用XOOPIC软件对同轴圆筒状反应装置DBD放电特性进行了二维模拟研究。在频率为20kHz、正弦电压幅值为5kV的大气压氩气放电中，再现了微放电通道形成和发展过程，其微放电的寿命约为4ns。获得了电子、离子、介质表面电荷密度和电场强度随空间和时间的分布，发现在高压线圈的位置附近电子、离子和介质表面电荷密度存在极值。与典型平板介质阻挡放电相比，微放电中的电子密度、场强增加2~3个数量级。

米量级常压等离子体改性装置及其在纺织材料改性中的应用

李 驰1，唐晓亮1, 2, 3，严治仁1，邱 高1, 2, 3

2008, 28(2):  182-186. 

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介绍了自制的1m尺度介质阻挡电连续表面改性处理装置。论述了米量级常压介质阻挡放电的物理特性，探讨了介质阻挡放电的电压、功率、频率等电学参量之间的关系。给出了使用此装置连续对涤纶(PET)织物、熔喷PBT非织造布和羊毛织物三种纺织材料进行改性实验结果，得到了相应的扫描电子显微镜(SEM)图片，分析了材料表面改性的原因。

非平衡等离子体水处理器的优化设计及性能评价

张延宗1，郑经堂1，王广昌2，桑玉全1, 3，陈宏刚3

2008, 28(2):  187-192. 

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在正交实验和单因素实验的基础上，对非平衡等离子体水处理反应器的整体结构进行了优化设计，并对优化后反应器的性能进行了定性评价。正交实验结果表明，影响降解效率的因素为气高、液高和气体流量。针高度为4mm、电极间距为17mm、气体流量为96L·h^-1时甲基橙的降解效果最佳。用40目不锈钢网作地电极，采用正脉冲放电能提高降解效率，预处理溶液中放置不锈钢阻挡网有助于提高臭氧的利用率。降解效率和COD去除率随溶液初始浓度的增加而降低，但相同时间内有机污染物的绝对去除量增加，重复实验表明实验误差小于3.5%。