Главная / Библиотека / Диагностика импульсного плазменного потока

Диагностика импульсного плазменного потока

Теги плазма импульсный плазменный поток термоядерный синтез
Диагностика импульсного плазменного потока

Введение

Импульсные плазменные потоки в плазменных ускорителях широко используются для решения ряда научных и практических задач. Особый интерес среди применений импульсных плазменных потоков представляют термоядерный синтез и астрофизические исследования, например, экспериментальное исследование взаимодействия импульсного плазменного потока с материалами. Использование потоков плазмы для конкретных применений зависит от формирования, ускорения и структуры плазменного столба, а также от геометрии системы электродов, способа заполнения и типа используемого плазмообразующего газа. Доступны различные методы диагностики плазмы для исследования структуры плазменного столба и процессов, вызванных формированием и ускорением потока плазмы. Методы делятся на контактные и бесконтактные. Диагностика импульсных плазменных потоков является сложной задачей по сравнению с диагностикой стационарной плазмы. Сложность заключается в характеристиках изучаемой плазмы, а именно: высокой скорости плазмы, кратковременных плазменных процессах, высокой температуре. Тем не менее, существуют методы диагностики нестационарных импульсных плазменных потоков, такие как зондовый, оптический и интерференционный методы. Для зондирования широко используются электрические и магнитные зонды. Применение зондовых методов диагностики ограничено возмущениями, индуцируемыми в плазме. Оптические методы имеют преимущество по сравнению с зондовыми и широко используются в диагностике. Их главным преимуществом является невозмущающий характер. В данной статье описано исследование, в котором для измерения плотности электронов была проведена оптическая и зондовая диагностика импульсного плазменного потока. Проведение такого исследования важно с научной и практической точек зрения по двум причинам: в связи с разнообразием применений плазменного потока и для понимания физики плазмы в плазменных ускорителях.

Краткий обзор экспериментальной установки

Оптическая и зондовая диагностика импульсного плазменного потока проводилась в коаксиальном плазменном ускорителе. Данная установка использует водород в качестве плазмообразующего газа. Длительность одного импульса составляет τ ~ 300 мкс. Основным рабочим блоком установки является система коаксиальных электродов. Электродная система помещена в вакуумную камеру. Давление в камере предварительно доводится до значения ~ 10-5 мм ртутного столба. Вакуумная станция для откачки воздуха из вакуумной камеры состоит из форвакуумного и диффузионного насосов. Перед инжекцией камера заполняется плазмообразующим газом. Питание экспериментальной установки осуществляется от конденсаторной батареи емкостью 1,4 мФ. Импульсный разряд в межэлектродном пространстве возникает при включении вакуумного разрядника. Плазма ускоряется в направлении выхода ускорителя с силой J × B, действующей на ток плазмы, соединяющий электроды.

Краткий обзор методов диагностики плазмы

В данном исследовании для проведения зондовой и оптической диагностики потока водородной плазмы использовались спектрометр Optosky ATP2000P со спектральным диапазоном 200-1100 нм и монохроматор M833 со спектральным разрешением 0,024 нм.

Расширение линий излучения водорода является важным инструментом для оптической диагностики плазмы. Микрополя электронов, ионов и т.д. в плазме вызывают различные типы штарковского уширения. Одно из хорошо известных штарковских уширений линий водорода, вызываемых электронами, исследовано и успешно используется на практике. Соотношение между полушириной спектральной линии и электронной плотностью задается уравнением (1). Это уравнение используется в диагностических целях для измерения плотности электронов.

1

 

Зондовые методы диагностики всегда широко использовались для изучения свойств плазменных и газовых разрядов. Данный метод подходит для локального определения плотности, температуры заряженных частиц плазмы и потенциала пространства. Распространенным также является метод зондирования с помощью тройного зонда, позволяющий измерять локальные параметры плазмы без внешней развертки напряжения, что особенно важно в случае исследования, описанного в данной статье, поскольку в импульсной плазме разряды не повторяются от инжекции к инжекции. Более того, метод тройного зонда позволяет измерять температуру и плотность электронов одновременно за одну инжекцию. Другим преимуществом данного метода является возможность получить временное распределение параметров плазмы. Принцип действия тройного зонда заключается в следующем: в исследуемой плазме расположены три одинаковых электрода. В режиме работы по напряжению между двумя датчиками подается напряжение со значением

Теги плазма импульсный плазменный поток термоядерный синтез
Новые статьи
Характеристика свойств субхондральной кости человека с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области (БИК)

Дегенеративные заболевания суставов часто характеризуются изменениями свойств суставного хряща и субхондральной кости. Эти изменения часто связаны с толщиной субхондральной пластинки и морфологией трабекулярной кости. Таким образом, оценка целостности субхондральной кости может дать важные сведения для диагностики патологий суставов. В данном исследовании изучается потенциал оптической спектроскопии для характеристики свойств субхондральной кости человека. Образцы остеохондральной кости (n = 50 – количество образцов) были извлечены из коленного сустава трупа человека (n = 13) в четырех анатомических точках и подвергнуты БИК-спектроскопии(в ближней инфракрасной области). Затем образцы были исследованы с помощью микрокомпьютерной томографии для определения морфометрических характеристик субхондральной кости, включая: толщину пластинки (Sb.Th), толщину трабекул (Tb.Th), объемную долю (BV/TV) и индекс модели структуры (SMI). Связь между свойствами субхондральной кости и спектральными данными в 1-м (650 - 950 нм), 2-м (1100 - 1350 нм) и 3-м (1600-1870 нм) оптических окнах была исследована с помощью многомерного метода частичных наименьших квадратов (PLS) регрессии. Значимые корреляции (p < 0.0001) и относительно низкие ошибки прогнозирования были получены между спектральными данными в 1-м оптическом окне и Sb.Th (R2 = 92.3%, ошибка = 7.1%), Tb.Th (R2 = 88.4%, ошибка = 6.7%), BV/TV (R2 = 83%, ошибка = 9.8%) и SMI (R2 = 79.7%, ошибка = 10.8%). Таким образом, БИК-спектроскопия в 1-м тканевом оптическом окне способна характеризовать и оценивать свойства субхондральной кости и потенциально может быть адаптирована во время артроскопии.

Моделирование нервного волокна на основе оптического волновода

Миелинизированные аксоны являются многообещающими кандидатами для передачи нервных сигналов и света ввиду их волноводных структур. С другой стороны, с появлением таких заболеваний, как рассеянный склероз и нарушений формирования и передачи нервных сигналов из-за демиелинизации, понимание свойств миелинизированного аксона как волновода приобретает большую важность. Настоящее исследование направлено на то, чтобы показать, что профиль показателя преломления (ПП) миелинизированного аксона играет существенную роль в передаче лучей в нем. 

Оптимизация обнаружения сверхслабых световых потоков

В ходе исследования, описанного в данной статье, были объединены статистическая модель, анализ шумов детектора и эксперименты по калибровке. Согласно результатам, видимый свет может быть обнаружен с помощью ПЗС камеры с электронным умножителем с соотношением сигнал/шум, равным 3, для потоков с количеством фотонов менее 30 фотонов с−1 см−2.

Диагностика импульсного плазменного потока

Импульсные плазменные потоки в плазменных ускорителях широко используются для решения ряда научных и практических задач. Особый интерес среди применений импульсных плазменных потоков представляют термоядерный синтез и астрофизические исследования, например, экспериментальное исследование взаимодействия импульсного плазменного потока с материалами.

Полные высокопроизводительные настольные системы сканирования HSI PUSH-BROOM

Применение гиперспектральной визуализации заметно расширилось за последние годы. Тем не менее, остается общая проблема, а именно: предоставление полного интегрированного решения для фиксации 2-D гиперспектральных изображений в компактном настольном формате, которое предоставляет подробную спектральную информацию для определения компонентов, количества и их распределения в плоскости сканирования.

Автофлуоресцентная микроскопия — идентификация бактериальных сигналов на образцах горных пород
Распространенным методом обнаружения микробов в жидких и нежидких образцах является окрашивание флуоресцентными красителями, при котором образцы окрашиваются флуорофором, возбуждаемым фотонами от источника света. Флуорофоры — это молекулы, которые проявляют флуоресценцию, и могут быть биомолекулами естественного происхождения (в этом случае флуоресценция называется автофлуоресценцией), флуоресцентными красителями (синтезированными молекулами) или минералами. Конкретные применения красителей включают обнаружение и перечисление бактерий, визуализацию экспрессии генов и обнаружение биомолекул, которые иначе невозможно было бы отследить.
У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б

г. Санкт-Петербург, улица Савушкина 83, корп. 3