纯电子等离子体潘宁阱实验装置的研制

摘要

该论文设计和制作了电子等离子体约束装置——潘宁马姆伯格阱电子等离子体装置.并在装置搭建完成之后对装置和实验进行了调试和准备工作.我们建造这个潘宁阱装置的目的是研究纯电子等离子体在强磁场条件下横越磁场的输运过程,以补充目前尚属缺乏的强磁场下等离子体输运模型. 首先,我们建立起了一套完备的潘宁马姆伯格电子等离子体实验装置,整个装置包括真空室系统、磁场线圈、电子发射源、潘宁阱电极系统、电极系统驱动电源、电子收集系统、后续测量电路.潘宁阱中电子由电子源注入,潘宁阱内电子等离子体密度及其初始分布由电子源发射能力和注入过程决定.在该装置中电子等离子体的设计密度为10<'7>cm<'-3>量极;其次,对潘宁阱装置进行了调试工作,遇到的主要问题是在电子源发射和注入过程,我们尝试了使用直接加热钨丝和间接加热钡钨阴极的方法,但是还没有得到满意的效果,仍需要进一步的工作.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章引言和综述

§1.1引言

§1.2非中性等离子体

§1.3潘宁阱及其在非中性等离子体物理研究中的应用

第二章纯电子等离子体潘宁阱装置的设计与制作

§2.1设计概述

§2.2真空系统设计

§2.2.1真空室设计要求

§2.2.2主体真空室

§2.2.3真空系统运行

§2.3约束磁场线圈设计制作

§2.3.1磁场线圈制作原则

§2.3.2磁场线圈优化设计

§2.3.3磁场线圈制作

§2.4电子源发射源的设计和制作

§2.4.1加热钨丝发射电子

§2.4.2间接加热钡钨阴极发射电子

§2.5电子收集系统

§2.5.1电子收集器结构

§2.5.2电子收集系统的空间分辨

§2.6潘宁阱电极系统

§2.6.1潘宁阱工作的基本过程

§2.6.2潘宁阱电极结构

§2.6.3潘宁阱电极系统驱动电源

§2.7潘宁阱的安装

第三章潘宁装置实验安排

§3.1基本实验原理

§3.2潘宁阱中电子等离子体径向密度分布及其演化过程测量

§3.3潘宁阱中电子等离子体径向温度分布测量

§3.4电子收集系统的电路设计

§3.4.1电压测量

§3.4.2电流测量

§3.4.3讨论

第四章总结和讨论

§4.1总结

§4.2讨论

参考文献