等離子體和表面的相互作用過程詳解

  基本過程可分為兩類。一類是導(dǎo)致輕雜質(zhì)（氧、碳等）進(jìn)入等離子體的機(jī)制；另一類是導(dǎo)致重（金屬）雜質(zhì)進(jìn)入等離子體的機(jī)制。【等離子清洗機(jī)】至于工作氣體，也經(jīng)歷了入射到壁、再釋回等離子體的過程，一般稱為氣體循環(huán)。

  對于等離子體和表面相互作用的研究可分為兩個方面。理論工作主要致力于對一些過程的理解。如對濺射、起泡、單極弧、氣體循環(huán)、邊界層等現(xiàn)象建立相應(yīng)的物理模型，并試圖在物理參量間給出定量關(guān)系。

  實(shí)驗(yàn)工作又可分為兩類。

  一類是聚變堆中的某一過程的模擬，即以單能或多能的粒子或輻射入射到固體表面，測量這些基本過程在不同條件下的粒子產(chǎn)額（即釋出粒子數(shù)比入射粒子數(shù)）。【等離子表面處理機(jī)】

  另一類實(shí)驗(yàn)工作是觀察和研究在受控?zé)岷司圩冄芯垦b置中的表面過程。在這些實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常用引入一些雜質(zhì)或工作氣體的同位素，以及改變固體表面材料等研究方法。

  在診斷方面，除了常規(guī)的等離子體診斷方法和光譜、質(zhì)譜、激光散射、靜電探針、高速照相以外，還專門發(fā)展了用可調(diào)頻的染料激光得到熒光光譜來測量邊界層的雜質(zhì)原子密度。另一種被廣泛采用的診斷方法是用表面物理診斷技術(shù)作實(shí)地測量。

  這種方法系把模擬壁的樣品引入受控聚變實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，待其接受了等離了體輻射的粒子后，送入與裝置相連的分析室內(nèi),再用解吸、核反應(yīng)以及俄歇譜儀、次級離子譜儀、軟X線出勢譜儀等表面分析儀器測量這些粒子的成分。

【等離子表面刻蝕】控制方法對受控?zé)岷司圩冄b置中等離子體和表面相互作用的研究目的是對這種作用進(jìn)行控制，以減少其危害。已提出或已進(jìn)行試驗(yàn)的控制方法很多，

主要有：

  ①反應(yīng)室壁和孔闌材料的選擇。

  ②反應(yīng)室壁處理。例如放電清洗，噴鍍活性金屬。

  ③偏濾器。偏濾器用磁場來限制等離子體的位置。在附加線圈的電流磁場作用下，在某一磁分界面外的磁力線不閉合，而把等離子體引到一個偏濾室，帶電粒子在此被中性化和抽走。偏濾器可用來減小等離子體和壁的相互作用并避免了固體孔闌。

④冷氣體包層。即在高溫等離子體和壁之間形成一層比較密的低溫等離子體作為屏蔽，來減少它們之間的相互作用。

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