磁場重聯(lián)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、作者通過仔細(xì)的調(diào)研工作，對國外已有的磁場重聯(lián)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)的分析，比較了各個裝置的實(shí)驗(yàn)參數(shù)、產(chǎn)生重聯(lián)的方法，總結(jié)了現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室磁場重聯(lián)研究的結(jié)果：包括碰撞等離子體中的重聯(lián)模型測量、無碰撞等離子體中的Hall效應(yīng)及其電子擴(kuò)散區(qū)的測量、離子的加速和加熱測量、重聯(lián)過程中的靜電和電磁漲落以及重聯(lián)中的輻射研究等。盡管實(shí)驗(yàn)室模擬已經(jīng)取得了一定的結(jié)果，但是仍然還有很多需要深入研究的問題，例如電子的加速和加熱過程、離子加熱機(jī)制、快速的重聯(lián)模型、重聯(lián)的

2、邊界條件和三維效應(yīng)等問題。
　　 為了進(jìn)行磁場重聯(lián)實(shí)驗(yàn)研究，在中國科技大學(xué)的線性磁化等離子體實(shí)驗(yàn)裝置（LMP）的基礎(chǔ)上，對裝置進(jìn)行了一定的改造：建造了Helicon等離子體源，相比原有的燈絲源可以產(chǎn)生更高的等離子體密度；設(shè)計加工了產(chǎn)生重聯(lián)磁場位形的電流板并且研制了較大峰值電流的脈沖電流源，在電流板上通同向電流可以產(chǎn)生重聯(lián)的磁場位形，通過改變電流的大小來驅(qū)動入流等離子體，產(chǎn)生磁場重聯(lián)；建造了精密二維可移動裝置及其磁探針、靜電探針等

3、基本的診斷工具，通過探針在二維截面上的移動可以測量出整個截面上的磁場和等離子體參數(shù)的分布；在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方面，實(shí)現(xiàn)了整個放電系統(tǒng)及采集系統(tǒng)的自動化，通過計算機(jī)的串口輸出，利用matlab程序控制Helicon 放電的時間以及脈沖電流加入的時間，并且同時控制采集系統(tǒng)的采集，大大簡化了在整個截面采集數(shù)據(jù)的工作量。
　　 在所有的準(zhǔn)備工作都完成后，在2007年底到2008年初完成了整套系統(tǒng)的調(diào)試工作。脈沖電源在每個電流板上的電流峰值達(dá)

4、到了3000A，通過磁探針測量，得到了真空和等離子體條件下整個截面上的磁場分布，并且通過計算得到了在實(shí)驗(yàn)過程中系統(tǒng)公共通量的變化及其等離子體電流。電流板位形下并沒有可測量到的電流產(chǎn)生，經(jīng)過分析可能是這種條件下電子被磁場位形捕獲所導(dǎo)致，將電流板改變?yōu)殡娏靼?，通行電子?shù)量增加，計算得到了等離子體電流的存在。通過軸向不同位置的發(fā)射探針測量等離子體電位得到了電流加入過程中軸向電場的存在，這個電場的大小正比于重聯(lián)率。
　　 通過靜電探針在