磁化射频等离子体放电实验研究

【摘要】随着磁约束核聚变、等离子体材料加工、空间推进器等前沿科技的迅猛发展，磁化射频等离子体以其优异的性能正越来越受人们的关注。在磁约束核聚变研究中，壁清洗技术已被广泛应用于托卡马克装置中,用以降低装置的本底杂质水平,改善器壁的再循环。一些基于低温等离子体的清洗技术亦投入到实际应用中，并被证明具有良好的清洗效果。这些等离子体清洗技术包括直流辉光放电（GDC），以及电子回旋共振（ECR）和离子回旋共振（ICR）这类基于磁化射频技术的等离子体。与传统的ECR和ICR相比，螺旋波等离子体（HWP）具有更高的清洗效率和更广的运行范围。由于不能在EAST超导托卡马克装置上进行长时间螺旋波放电清洗实验研究，且对于EAST装置，等离子体实验参数很难控制，所以我们在实验室自行搭建了一个新型HWP放电装置。在科技部国家磁约束核聚变项目的支持下，在2012年5月到2014年03月期间，在苏州大学完成了HWP装置的搭建和调试，实现了预期的目标。在吴雪梅教授的指导下，金成刚博士及两名苏州大学的学生参与完成了这项工作。这项工作为研究等离子体放电特性以及等离子体与材料相互作用过程提供了实验平台。为了完善实验装置，调研了大量HWP实验资料，目标是要找到一种成熟灵活的研究方法优化实验设备和系统参数，通过理论和实验相结合，最终实现了稳定高效的HWP放电并验证HWP较高的壁清洗效率。首先完成了真空系统的搭建，利用13.56MHz射频功率系统，实现了ICP模式放电。为了获得HWP放电模式，设计，委托加工及自行组装了强磁场直流线圈以及线圈水冷系统，同时使用不同结构、不同材料的射频天线进行放电研究。为了获得最小的反射功率，重新设计了射频功率传输系统和匹配网路。利用自行研制的内置螺旋波天线，成功抑制了寄生CCP放电并于2013年9月成功获得稳定的HWP模式放电。利用朗缪尔探针和光发射光谱对ICP及HWP模式下的等离子体进行诊断研究，获得了一些初步数据结果。最后，利用此HWP系统对托卡马克石墨壁材料进行清洗实验研究。主要的工作成果是成功研制了一种新型HWP源，实现了稳定可控的HWP放电，为今后进一步的螺旋波放电诊断和壁清洗研究提供了实验平台。
【作者】黄天源；
【导师】吴雪梅；诸葛兰剑；
【作者基本信息】苏州大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】磁化射频等离子体；螺旋波等离子体（HWP）；等离子体与壁材料相互作用；等离子体诊断；

【参考文献】
[1]马亮.主题农业园规划设计研究[D].南京农业大学,风景园林,2012,硕士.
[2]刘斌,张曾科,姜敏.一类符号反对称结构系统的稳定性及其应用[J].自动化学报,2008,09:1100-1106.
[3]詹勇.乌梁素海冰体有机物、厚度及湖面演化特征分析[D].内蒙古农业大学,水文学与水资源,2012,硕士.
[4]李阳,杨庆新,闫卓,陈海燕,张献,金亮,薛明.磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性[J].电机与控制学报,2012,07:7-11.
[5]高卓静.住宅小区维修资金法律问题研究[D].西南政法大学,民商法学,2012,硕士.
[6]何天平,程凌,韩辉,张丽.重大危险源辨识若干问题的探讨与研究[J].中国安全科学学报.2007(08)
[7]刘海燕.胃癌高发区浙江省岱山县幽门螺杆菌cag PAI的分布[D].浙江大学,病原生物学,2004,硕士.
[8]王小燕.小鼠高脂晚餐对肝脏生物钟和脂质生成基因表达影响以及蛇床子素干预作用研究[D].苏州大学,药理学,2013,硕士.
[9]唐于涛,洪奕光.基于近似模拟的多智能体系统分布式层次控制设计(英文)[J].自动化学报,2013,06:868-874.
[10]唐达.注射用头孢噻肟钠丙磺舒钠在家兔体内的药代动力学研究[D].西南大学,基础兽医学,2014,硕士.
[11]魏国江.论我国全面建设小康社会中的消费文化建设[D].福建师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[12]刘辰一.论战后华裔美国文学的女性身份重塑[D].西北大学,英语语言文学,2014,硕士.
[13]韩菲.英语多义词汉化的语义—语用机制研究[D].南京理工大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[14]牛海东.成都铁路局货运盈利模式分析[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[15]苏姝.物权公示效力研究[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[16]周鹏飞.西医传入与中西医冲突下的上海社会（1872-1905）[D].东北师范大学,中国近现代史,2012,硕士.
[17]李朋.基于WEB的审批系统研究开发[D].西安理工大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[18]汤继英.长沙外国语学校品牌经营战略研究[D].湖南大学,工商管理,2003,硕士.
[19]赵新伟,罗金恒,李鹤林,杨龙.油气输送用焊接钢管可靠性评估方法[J].中国安全科学学报.2004(09)
[20]任昊.基于COMSOL的MPT离子化源等离子体建模仿真[D].浙江大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[21]张建.工程量清单计价模式下施工招投标优化研究[D].西南交通大学,结构工程,2014,硕士.
[22]严阿勇.小鼠胞浆内精子注射的研究[D].中国农业大学,动物生理,2004,硕士.
[23]陈缀春.中国传真机市场调查与对策[D].大连理工大学,工商管理,2004,硕士.
[24]陈钢.高管联结与财务重述扩散[D].东北财经大学,企业管理,2012,硕士.
[25]姚晓宇.OFDM系统中载波频偏估计和校正算法的研究与实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[26]罗珍.接种丛枝菌根真菌对植物残体降解的影响[D].西南大学,微生物学,2013,硕士.
[27]张灵菲.高寒草甸恢复演替过程中植物多样性与生产力关系的研究[D].兰州大学,草地植物营养学,2013,硕士.
[28]AbduSelimHamid.pcDNA3.1-DCN基因转染对于p53野生型HepG2以及p53缺失型Hep3B肝癌细胞系的影响及其分子机制[D].吉林大学,临床检验诊断学,2013,硕士.
[29]郝海婷.蚓果芥植物资源调查鉴定及ETR1序列的进化分析[D].甘肃农业大学,作物生态生理,2013,硕士.
[30]徐建琴.思想政治工作在市场经济建设中的地位和作用研究[D].淮北师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[31]陈滇怀.炉前辊道送料定位的控制[J].一重技术.1996(03)
[32]孙陆宽.TD-LTE-Advanced多天线传输模式下的反馈机制研究[D].哈尔滨工业大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[33]王强,郭新.努力提高我国乙烯工业的竞争力[J].当代石油石化,2003,12:13-18.
[34]徐琴.射频LDMOS新结构的特性与工艺研究[D].南京邮电大学,电路与系统,2013,硕士.
[35]贾宁波.自抗扰控制器在火电厂主蒸汽温度控制系统中的应用[D].华北电力大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[36]阔宇.基于Moodle平台的混合式学习教学设计研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[37]王维.我国新生代农民工社会保障问题研究[D].吉林农业大学,马克思主义基本原理,2012,硕士.
[38]奚姝.河道富营养化原位生态修复工程技术研究[D].浙江大学,环境修复与资源再生,2012,硕士.
[39]王友仁.中国东部地区第三次石油物探技术研讨会在承德市召开[J].石油地球物理勘探,1991,04:528.
[40]季学纯,陈鹏,翟明玉.基于离线验证的电网模型维护框架及其流程设计[J].电力系统自动化,2011,06:51-54.
[41]杨凡.microRNA-1对宣威肺癌细胞生长抑制的研究[D].云南中医学院,中西医结合基础,2012,硕士.
[42]姜兆芹.生态型林改道路的探索分析[D].华中师范大学,政治学理论,2012,硕士.
[43]谭民,疏松桂.具有参数跟踪自适应观测器的故障检测与诊断系统[J].自动化学报,1992,02:193-198.
[44]王雪梅.数字下变频的设计及其在FPGA中的实现[D].西安电子科技大学,测试计量技术及仪器,2012,硕士.
[45]张嵩.创业与经济增长关系的研究[D].吉林大学,数量经济学,2014,硕士.
[46]赵腾.重组甘精胰岛素对糖尿病大鼠T细胞亚群及相关因子的影响[D].遵义医学院,免疫学,2013,硕士.
[47]江金仙.宝钢股份热轧厂1580mm轧机新材质立辊使用研究[D].东北大学,材料工程,2010,硕士.
[48]张天毅.我国公路管理体制存在的问题及对策研究[D].华中师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[49]国艳.乌兰毛都苏木音乐生活变迁的调查与研究[D].内蒙古大学,音乐学,2014,硕士.
[50]潘海丰.3.0T磁共振成像与多层螺旋CT在胃癌诊断及术前分期的对比应用研究[D].吉林大学,临床医学,2013,硕士.