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磁镜场约束中粒子运动的数值计算

真空科学与技术学报 2004年第2期24卷 105-108页

作者：姚若河吴为敬张晓东刘玉文中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 华南理工大学应用物理系广州510640

由单粒子轨道理论 ,从分析磁镜场中荷电粒子的受力情况出发 ,应用计算机数值求解方法模拟了磁镜场中荷电粒子的运动情况。结果表明 :与经典的理论分析结果不同 ,当荷电粒子的起始位置与磁轴的距离不等于其拉摩尔半径时 ,荷电粒子在平行... 详细信息

由单粒子轨道理论 ,从分析磁镜场中荷电粒子的受力情况出发 ,应用计算机数值求解方法模拟了磁镜场中荷电粒子的运动情况。结果表明 :与经典的理论分析结果不同 ,当荷电粒子的起始位置与磁轴的距离不等于其拉摩尔半径时 ,荷电粒子在平行磁轴方向和垂直磁轴平面中的速度分量存在着周期性变化 ,其周期为荷电粒子的拉摩尔周期 ;

关键词：磁镜场粒子运动数值计算粒子模拟等离子体荷电粒子磁轴热核聚变

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永磁磁镜场的获得

真空 1994年第6期31卷 4-7页

作者：叶超宁兆元甘肇强苏州大学物理系薄膜材料实验室

从实验上探讨了获得永磁磁镜场的途径，以及自由调节磁场形态、改变镜比的方法。

关键词：永磁体磁镜场

单端磁镜场中螺旋波等离子体源的低混杂波加热研究

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单端磁镜场中螺旋波等离子体源的低混杂波加热研究

作者：马睿南京航空航天大学

学位级别：硕士

螺旋波等离子体电推进系统是一种新型推进装置,其推力小、比冲高、使用寿命长,适用于长寿命深空探测和卫星动力系统,具备较高科学价值和广泛应用前景。目前国际上广泛使用的离子回旋加热要求较强的背景磁场,技术实现难度较大。论文提出... 详细信息

螺旋波等离子体电推进系统是一种新型推进装置,其推力小、比冲高、使用寿命长,适用于长寿命深空探测和卫星动力系统,具备较高科学价值和广泛应用前景。目前国际上广泛使用的离子回旋加热要求较强的背景磁场,技术实现难度较大。论文提出低混杂波加热,其作为主要的辅助加热手段之一,已广泛应用于托卡马克的电流驱动系统中。若能将低混杂加热技术作用于螺旋波等离子体电推进装置中,可大大降低磁场强度,工程上容易实现。论文针对单端磁镜场中低混杂波对螺旋波等离子体源的加热过程、加热规律、加热效率及其影响因素进行理论分析和数值模拟研究。首先,基于磁流体力学,通过色散方程求解得到单端磁镜场中低混杂波的共振与截止条件,并进一步探讨了螺旋波等离子体源各项参数对共振区与截止区的影响;然后,采用粒子-磁流体混合模拟方法对低混杂波加热过程进行了模拟研究。为螺旋波等离子体电推进器中低混杂波加热的实验研究和工程应用提供理论和技术支持。论文主要研究结果如下:低混杂波可以对单端磁镜场中的等离子体加热,但是由于截止区的存在,低混杂波在到达等离子体中心区域前被阻尼,无法对该区域进行加热。波频率、磁场强度、数密度和离子成分对共振区与截止区均有显著影响。波频率和磁场强度变化明显影响共振区宽度。数密度可以改变截止区的宽度从而影响加热效率,但对共振区影响不大,可以通过磁场强度、波频率等参量共同影响共振区。在加热效果相近的情况下,双离子模型所需的磁场强度低于单离子模型,所需的低混杂波频率高于单离子模型。低混杂波加热效果显著,离子速度和温度均有明显增加。但在z轴上各个离子的加速程度不同,强磁场侧的离子,其速度分量xV高于弱磁场侧的离子,速度分量zV则要低于弱磁场侧的离子。此外,离子水平方向的温度增量高于垂直方向。当系统中加入3%的杂质+H离子时,通过分析相位角的变化可知,离子在z方向存在左旋运动,即磁声波在单端磁镜场中传播时不仅能够波模转换成低混杂波,还能转换成左旋偏振波。

关键词：低混杂波加热磁镜场共振条件截止条件混合模拟

磁镜场中单电子与其回旋波的捕获共振相互作用

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福州大学学报（自然科学版） 1993年第1期21卷 24-28页

作者：林景林青福州大学物理系

本文分析了单个电子在磁镜场中与电子回旋波之间的回旋捕获共振相互作用现象，并建立了这种共振作用的物理图象；进而分析这种相互作用所导致的等离子体加热现象和反常输运现象，最后对相对论效应的修正也进行了一些探讨．

关键词：回旋捕获共振磁镜场非局域效应

磁镜场在直接耦合式微波等离子体CVD金刚石膜装置中的应用

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纳米科技 2009年第2期6卷 29-32页

作者：杜康徐伟吴智量贺中信彭军广州大学物理与电子工程学院广东广州510006

在自行设计出的直接耦合石英管式微波等离子体化学气相沉积fchemical Vapor Deposition，CVD）金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场，以更好地约束等离子体，使等离子体球成为“碟盘”状，提高了等离子体球的密度，在基本参数不变的... 详细信息

在自行设计出的直接耦合石英管式微波等离子体化学气相沉积fchemical Vapor Deposition，CVD）金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场，以更好地约束等离子体，使等离子体球成为“碟盘”状，提高了等离子体球的密度，在基本参数不变的情况下，沉积面积可由ψ30mm增长到50mm，沉积速度由每小时3．3μm增长到3．8μm，反射电流减小，从而减少了在石英管壁和观察窗的沉积，更好地利用微波能量，有效利用电离的活性基团沉积出高质量的（类）金刚石薄膜。

关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石膜磁镜场

磁镜场在直接耦合式微波等离子体CVD金刚石膜装置中的应用

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真空与低温 2009年第2期15卷 108-111页

作者：杜康徐伟吴智量贺中信彭军广州大学物理与电子工程学院广东广州510006

在自行设计的直接耦合石英管式微波等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场来约束等离子体,使等离子体球成为"碟盘"状,提高了等离子体球的密度,在基本参数为反应压力2.5kPa、基片温... 详细信息

在自行设计的直接耦合石英管式微波等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场来约束等离子体,使等离子体球成为"碟盘"状,提高了等离子体球的密度,在基本参数为反应压力2.5kPa、基片温度450℃、Ar、CH4、H2气体流量分别为40sccm、4sccm、60sccm,则沉积面积可由30mm增长到50mm,沉积速率由3.3μm/h增长到3.8μm/h,反射电流由15μA减小到5μA。从而大大减少了薄膜在石英管壁和观察窗上的沉积,更好地利用微波能量,有效利用电离的活性基团沉积出高质量的金刚石薄膜。

关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石膜磁镜场

磁镜场在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜制备装置中的应用

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真空电子技术 2009年第3期22卷 40-43页

作者：杜康徐伟吴智量贺中信彭军广州大学物理与电子工程学院广东广州510006

在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场来更好地约束等离子体,使等离子体球成为"碟盘"状,提高了等离子体球的密度,在基本参数:反应压力2.5 kPa、基片温度450℃、气体流量为Ar:40sccm、CH4:4sccm、H... 详细信息

在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场来更好地约束等离子体,使等离子体球成为"碟盘"状,提高了等离子体球的密度,在基本参数:反应压力2.5 kPa、基片温度450℃、气体流量为Ar:40sccm、CH4:4sccm、H2:60sccm不变的情况下,沉积面积直径由30 mm增长到50 mm,沉积速度由3.3μm/h增长到3.8μm/h,最大反射电流由15μA减小5μA。从而大大减少了在石英管壁和观察窗的沉积,有效利用微波能量电离出更多的活性基团沉积出高质量的(类)金刚石薄膜。

关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石膜磁镜场