等离子体粒子输运模拟计算

在考虑经典扩散、电子碰撞电离、激发和电荷交换条件下,数值模拟了托卡马克等离子体粒子的输运行为,计算了中性氢密度的空间分布,在日冕模型下得出了粒子体发射系数的空间分布,与测量结果相符．讨论了粒子入射速度对粒子约束时间的影响,结果表明反射粒子入射速度直接决定粒子约束时间的大小和空间分布。     

氩离子等离子体源离子注入的数值模拟

应用PIC-MCC方法模拟了氩离子等离子体源离子注入过程,考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,模拟了不同电压、不同气压及不同等离子体密度下氩离子到达靶表面的能量分布和入射角分布,讨论了碰撞对能量分布和入射角分布的影响.     

中性束注入等离子体产生的快离子空间分布数值模拟

本文数值模拟研究了中性束注入等离子体产生的快离子空间分布,讨论了快离子空间分布随中性束在等离子体中平均自由程变化情况.采用HL_2A装置参数模拟了线束和扩散束两种情况下快离子的空间分布,结果表明束粒子在等离子体中的平均自由程对束的沉积剖面影响较大,当平均自由程与小半径相当时快离子密度分布在在磁轴处有一个较大的峰值.     

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.     

激光烧蚀溅射形成粒子流的碰撞效应模拟研究

在考虑由激光溅射产生等离子体粒子流质量分布为非弹性和非均匀性的两种情况下,用分子动力学方法模拟了基于分形理论的粒子流碰撞效应对等离子体速度与空间数密度分布的影响.计算结果表明:在粒子质量为分形和均值分布情况下,系统的速度分布和空间数密度分布由于能量耗散均偏离了初始分布,在质量为分形分布情况下,这种偏离更加明显;粒子分布呈现中间密、两端疏的分布特征.相应的模拟结果能与实验观测结果较好符合.     

等离子体源离子注入装置中离子到达靶表面的…

等离子体源离子注入，是将待注入的靶直接浸入等离子体源中，靶上施加一系列负高压脉中，离子在变化的电场中获得能最后注入靶中，建立了离子的蒙特卡罗模拟模型，考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射，模拟了不同气压下氮离子到达靶表面的能量分布和入射角分布。     

等离子体源离子注入半圆碗状球内壁离子能量和角度分布

在等离子体源离子注入（PSII）技术中,被加工材料表明形状的弯曲使附近鞘层中电场结构出现聚焦效应,从而引起离子束流和离子注入剂量在材料表明上分布非常不均匀．在半圆容器表面情况下,这种情况尤为明显．利用MonteCarlo方法,考察了有共心附加零电位电极时半圆容器内底中央部位Ar^＋注入能量和角度分布及真空室中气压参数的影响．通过在不同半径的鞘层边界上随机抽取与半径成正比的离子数量,计算了注入到内底表面的所有离子能量分布和角度分布．在模型中,通过考虑两种主要碰撞过程：电荷交换碰撞和弹性碰撞．对不同工作气压下的离子注入进行了考察．随着中性气体压力的增加,离子在穿越鞘层的过程中与中性粒子经历比较频繁的碰撞．这些碰撞一方面使离子失去能量,另一方面也使离子改变运动方向,导致注入的低能离子和不垂直于表面入射的离子增多．     

热核聚变等离子中氩注入过程辐射特性的时间演化

通过假定一定的等离子体温度、密度分布,数值求解了一维等离子体的连续性方程,获得了杂质氩电离态分布,其辐射功率随空间位置和时间而变化。结果显示：在杂质注入时间较短时,由于离子输运及各种损失机制,总杂质密度在空间分布尚未达到平衡,电离态离子主要分布在等离子体周边,完全电离离子所占份额很小;当时间达到0．25s时,氩在等离子体中完全达到平衡状态,体积辐射功率趋于一个稳定的数值;辐射功率在空间的分布随时间变化较小,主要分布在等离子体周边及边界层一个狭小的辐射带内,说明氩引起的辐射主要由低电离态离子引起。     

碰撞对伴有二次电子发射等离子体鞘层的影响

建立了包括器壁发射二次电子的等离子体鞘层的流体模型,讨论了一维稳态等离子体鞘层中离子与中性粒子的碰撞对含有二次电子发射的鞘层结构的影响。结果表明:碰撞频率的增加,导致鞘层空间的二次电子密度逐渐增大,离子密度是先增加后减小,离子速度则是先减小后增加。从碰撞和二次电子发射比较来说,碰撞频率的增加对于鞘层空间影响更大。另外发现碰撞对于不同带电量的离子来说,带电量较少的离子的等离子体鞘层受碰撞的影响要大一些。     

N2/H2辉光放电等离子体电子碰撞电离的Monte Carlo模拟

采用N2/1-12直流辉光放电等离子体综合的Monte Carlo模型,通过计算N2/H2混合气体直流辉光放电等离子体电子碰撞电离及离解电离率,电子密度及电子能量分布函数,研究了H2的浓度对氮辉光放电等离子体电子碰撞电离过程的影响.研究结果表明:随着H2浓度的升高,电子的电离及离解电离碰撞率减少;但在一定的放电条件下,加入少量的H2,可以提高电子碰撞电离及离解电离率,即选取合适的放电参数,加入少量的氢,可以提高放电空间的电子及离子的密度.模型考虑了12种和电子相关的反应,在氮气中加氢的比例为0～30%.这些影响能通过放电中发生的碰撞过程及鞘层厚度的改变得到解释.研究结果为认识N2/H2混合气体辉光放电等离子体过程机理提供参考依据.     

Covariance analysis of the Coulomb explosion of ammonia induced by intense nanosecond laser at 532 nm

The Coulomb explosion of ammonia clusters induced by nanosecond laser at 532 nm with an intensity of ～1012 Wcm^-2 has been studied by time of flight mass spectrometry. The dominant multiply charged ions are N^3＋ and N^2＋ with kinetic energies of 110 and 50 eV respectively. The electrons generated from the multiphoton ionization are heated through inverse bremsstrablung by tbe laser field when colliding with neutral or ionic particles. When their energies surpass the corresponding ionization potentials of the molecules or ions, the subsequent electron impact ionization may take place thus resulting in multi-charged nitrogen ions. Covariance analysis is made to study the possible pathways of the Coulomb explosion.     

A prototype storage ring for neutral molecules

The ability to cool and manipulate atoms with light has yielded atom interferometry, precision spectroscopy, Bose-Einstein condensates and atom lasers. The extension of controlled manipulation to molecules is expected to be similarly rewarding, but molecules are not as amenable to manipulation by light owing to a far more complex energy-level spectrum. However, time-varying electric and magnetic fields have been successfully used to control the position and velocity of ions, suggesting that these schemes can also be used to manipulate neutral particles having an electric or magnetic dipole moment. Although the forces exerted on neutral species are many orders of magnitude smaller than those exerted on ions, beams of neutral dipolar molecules have been successfully slowed down in a series of pulsed electric fields and subsequently loaded into an electrostatic trap. Here we extend the scheme to include a prototype electrostatic storage ring made of a hexapole torus with a circumference of 80 cm. After injection, decelerated bunches of deuterated ammonia molecules, each containing about 106 molecules in a single quantum state and with a translational temperature of 10 mK, travel up to six times around the ring. Stochastic cooling might provide a means to increase the phase-space density of the stored molecules in the storage ring, and we expect this to open up new opportunities for molecular spectroscopy and studies of cold molecular collisions.     

Three-dimensional imaging of atomic four-body processes

To understand the physical processes that occur in nature we need to obtain a solid concept about the 'fundamental' forces acting between pairs of elementary particles. It is also necessary to describe the temporal and spatial evolution of many mutually interacting particles under the influence of these forces. This latter step, known as the few-body problem, remains an important unsolved problem in physics. Experiments involving atomic collisions represent a useful testing ground for studying the few-body problem. For the single ionization of a helium atom by charged particle impact, kinematically complete experiments have been performed since 1969 (ref. 7). The theoretical analysis of such experiments was thought to yield a complete picture of the basic features of the collision process, at least for large collision energies. These conclusions are, however, almost exclusively based on studies of restricted electron-emission geometries. Here, we report three-dimensional images of the complete electron emission pattern for the single ionization of helium by the impact of C6+ ions of energy 100 MeV per a.m.u. (a four-body system) and observe features that have not been predicted by any published theoretical model. We propose a higher-order ionization mechanism, involving the interaction between the projectile and the target nucleus, to explain these features.     

Of─lineStudyofaLaserIonSourceviaDirectIonizationattheHe─jetOutlet

Ｏｆ┐ｌｉｎｅＳｔｕｄｙｏｆａＬａｓｅｒＩｏｎＳｏｕｒｃｅｖｉａＤｉｒｅｃｔＩｏｎｉｚａｔｉｏｎａｔｔｈｅＨｅ┐ｊｅｔＯｕｔｌｅｔ＊ＳｈａｎｇＲｅｎｃｈｅｎｇ（尚仁成），ＸｕＳｉｄａ（徐四大），ＺｈａｎｇＳｈｕｍｉｎｇ（张书明），ＹｅＺｉｐｉａｏ（叶...     

强激光场中线性多原子分子离子增强电离行为的研究

通过数值求解含时薛定谔方程，观察到强激光场中线性多原子分子离子的增强电离（ＥＩ）行为，研究了原子个数，激光频率和强度对增强电离的影响，计算结果表明，随着原子个数的增加，增强电离的趋势基本保持不变，只是电离峰向原子间距小的方向偏移；激光频率的增加，会使发生增强电离的关键键长变小，电离几率也减小；随着激光强度的增加，最大电离几率增加，当强度增加到一定值时，电离几率不再随着原子间距变化而变化。     

磁场中铁磁性胶粒的聚沉性质

分析了铁磁性胶粒及其周围电解质离子在磁场中的磁化行为和胶粒外磁场分布状况。利用双电层理论计算了在磁场作用下铁磁性胶粒周围离子的分布情况 ,给出磁场作用下胶粒间势能表达式、体系聚沉的临界磁场和聚沉速率表达式 ,并以常温常压下水溶胶在 0 .0 0 3T磁场作用下的情况为例进行了计算。结果表明 ,磁场作用对胶粒周围电解质离子浓度分布的影响较小 ,对铁磁性胶粒间势能和胶粒间聚沉速率的影响较大。粒子浓度为 10 16m-3的水溶胶体系发生聚沉的临界磁场强度为 0 .0 0 2 7T ,磁场作用加快了聚沉速率。     

新颖的超支化配位聚合物制备纳米粒子的便捷方法

合成了N，N’-双（8-羟基喹啉基-5-亚甲基）哌嗪，并与铝离子配位形成了新颖的超支化配位聚合物，进而自组装成了球形纳米粒子．超支化聚合物的结构和纳米粒子的形态分别通过ESI-MS和TEM证实．粒子的大小及其分布通过测量TEM照片上的数百个粒子得到，结果表明粒子的大小分布较窄．同时发现纳米粒子形成依赖于配体和铝离子的比例．我们测定了这种配位聚合物纳米粒子的光致发光性质，并对结果进行了讨论．