The influence of gas-kinetic evolution on plasma reactions
等离子体中存在发生主导反应（如复合或附着）的阈值，其粒子分布将随着反应的进行而演变。玻尔兹曼碰撞项在这种情况下的形式将导致分布从其初始形式漂移，并且如果分布最初是麦克斯韦分布，则会导致例如等离子体中的温度波动。这种行为将影响反馈回路中的相关反应速率，这在简单的化学动力学描述中是缺失的，因为等离子体不能被认为是等温的，如后一种方法中的情况。在这篇文章中，我们提出了一个简单的动力学模型，捕捉这些基本特征，显示如何在瞬时物种水平的累积差异可能会出现在纯化学动力学描述，与过程的产量和效率的影响。
2008-10-09 physics.plasm-ph
Plasma Temperature Measurement with a Silicon Photomultiplier (SiPM)
限制在潘宁-马尔姆伯格阱中的非中性等离子体的温度可以通过缓慢降低阱的静电轴向限制势垒的一侧来确定;温度是从粒子逸出阱的速率作为势垒高度的函数来推断的。通常，逃逸的颗粒被导向微通道板（MCP），并且所产生的放大电荷被收集在荧光屏上。屏幕用于等离子体成像，但也可以用作法拉第杯FC用于温度测量。灵敏度极限则由屏幕的高电压偏置增强的颤噪噪声来设定。或者，可以使用硅光电倍增器（SiPM）来通过从荧光屏发射的光测量电荷。这使得从颤噪噪声的信号，并允许更冷和更小的等离子体的温度进行测量比以前可以测量，本文重点介绍了一个SiPM的优势，在FC。
2020-10-23 physics.ins-det physics.plasm-ph
Inductively Coupled Plasma etching of amorphous silicon nanostructures over nanotopography using C4F8/SF6 chemistry
研究了在二氧化硅（SiO2）纳米形貌上使用连续的C4 F8/SF6等离子体进行非晶硅（a-Si）纳米结构的电感耦合等离子体（ICP）刻蚀。ICP系统的线圈功率用于将a-Si蚀刻速率从20调整到125 nm/min。a-Si、SiO2和电致抗蚀剂的蚀刻速率根据SF6比率、压板功率和腔室压力进行测量，并用于优化a-Si：SiO2蚀刻选择性。纳米结构上的结果表明，绝缘蚀刻停止层的存在下，实现垂直侧壁所需的钝化比的影响。为了蚀刻嵌入氧化物纳米沟槽中的硅纳米结构以形成高度适形的a-Si纳米线，低压也是必要的。我们认为，这两种行为可以解释表面充电效应。最后，20 nm的a-Si纳米线，交叉15 nm的氧化物与垂直侧壁和4.3：1的a-Si：SiO2蚀刻选择性的沟槽的蚀刻被证明。这种蚀刻工艺可用于存在纳米形貌的应用中，例如单电子晶体管或多栅极晶体管。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall physics.plasm-ph
Enhanced α particle generation via proton-boron fusion reactions in laser-modulated plasma
该研究利用激光烧蚀硼等离子体与高能质子束相互作用触发质子-硼聚变，发现等离子体中强电磁场延长质子传输路径，使α粒子发射效率较冷硼提高200倍以上，为先进聚变能源研究提供新思路。
2024-01-14 physics.plasm-ph
QDB: a new database of plasma chemistries and reactions
等离子体建模时最具挑战性和反复出现的问题之一是缺乏驱动等离子体过程的关键原子和分子反应的数据。即使有一些反应的数据，也很少有完整和有效的化学数据集。这阻碍了对等离子体工艺的研究并限制了工业应用的发展。QDB项目旨在通过提供一个提供、交换和验证化学数据集的平台来解决这一问题。提出了一种新的QDB数据模型。QDB整理了电子散射和重粒子反应的已发表数据。这些数据形成反应集，然后在可能的情况下根据实验数据进行验证。这个过程产生了完整的化学组，并确定了目前文献中未报道的关键反应。数据集中的差距可以使用既定的理论方法来填补。SF $_6$ /CF $_4$ /O $_2$和SF $_6$ /CF $_4$ /N $_2$ /H $_2$的初始经验证化学试剂组作为示例提供。
2017-04-13 physics.plasm-ph
A novel fusion reactor with chain reactions for proton-boron11
利用激光-等离子体相互作用和磁约束结构，本文提出了一种概念性聚变反应堆。我们的反应器由以下组成：1）产生硼11和氢离子加上电子的背景等离子体并保持一定时间，密度为毫克/厘米3，温度为数十电子伏特。因此，辐射水平和等离子体热压都非常低。2)用高功率激光辐照固体靶，产生强冲击波，在靶中诱导出等离子体通道。这种机制在激光方向上传递质子的加速度。必须调整机制，使质子达到600 keV的动能（注意，这个值不是温度）。3)这些超快质子进入背景等离子体并与硼11碰撞，产生3个2.9 MeV的α。4)聚变产生的阿尔法粒子与等离子体中的质子碰撞，并将它们加速到600 keV，引起链式反应。5)感应电流和磁瓶的组合使链式反应过程持续进行，脉冲足够长以获得高能量增益。6)必须更换用于背景等离子体和激光靶的材料以开始新的链式反应循环。
2019-12-03 physics.plasm-ph
Determination of plasma screening effects for thermonuclear reactions in laser-generated plasmas
由于屏蔽效应，天体物理等离子体中的核反应可能与实验室中的表现不同。从理论上研究了确定碰撞激光产生的等离子体中这些屏蔽效应的大小的可能性，作为出发点，在极端光基础设施设施中使用两束激光束进行了拟议的实验设置。与固体靶相互作用的激光脉冲通过靶正常鞘加速方案产生等离子体，并且该快速流动的等离子体（离子流）冲击由第二激光脉冲在气体射流靶上的相互作用产生的二次等离子体。我们在这里模拟了这种情况，并计算了与天体物理相关的反应$^{13}$ C（$^4$ He，$n$）$^{16}$ O的反应事件。我们发现，它应该是实验上可能的，以确定等离子体屏蔽增强因子的聚变反应，通过检测两种情况下的离子流与等离子体靶和一个简单的气体靶相互作用的反应事件之间的差异。这提供了一种方法来评估核反应截面在恒星环境中，可以显着推进核天体物理学领域。
2017-03-28 nucl-th physics.plasm-ph
Detecting Quantum Stochastic Effects in Radiation Reaction via Laser-Produced Surface QED Plasmas
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
提出用超强激光照射V形等离子体腔，通过表面波与电子束碰撞触发辐射反作用，利用三维PIC模拟发现量子随机模型在偏转电子束中保留高能成分，形成可观测的角谱特征。
2026-06-28 physics.plasm-ph
The impact of non-local parallel electron transport on plasma-impurity reaction rates in tokamak scrape-off layer plasmas
本文研究托卡马克刮削层中非局域平行电子输运导致的非麦克斯韦电子分布对等离子体-杂质反应速率的影响，发现高能尾部可显著改变电离平衡和辐射损失，并讨论了实验观测方法。
2024-10-01 physics.plasm-ph
Multi-diagnostic characterization of inductively coupled discharges with tailored waveform substrate bias for precise control of plasma etching
本研究针对纳米等离子体刻蚀的精准控制需求，在ICP衬底电极施加定制脉冲波形偏压，实现窄半高全宽的单能离子能量分布，测定了两种材料的溅射阈值并达成选择性刻蚀。
2025-09-01 physics.plasm-ph
Generation of a strong reverse shock wave in the interaction of a high-contrast high-intensity femtosecond laser pulse with a silicon target
本文介绍了相对论激光强度下硅靶的超快泵浦探测反射率和多普勒光谱。我们观察到一个意想不到的上升，反射率的峰值约$\sim$ 9 ps后，主脉冲与目标的相互作用。这发生在反射率从最初的高“等离子体镜”阶段下降之后。同时测量的与时间相关的多普勒频移数据显示，同时蓝移增加。数值模拟表明，实验测量中的上述趋势对应于向激光器传播回的强冲击波。相对论性的激光-等离子体相互作用通过热电子感应的返回电流加热，间接加热电晕附近的冷致密（$n_{e}\geq10^{23} cm^{-3}$和$T_{e} \sim 10 eV$）靶材料，使其温度升高到150 eV左右，并导致其剧烈爆炸。反射率的增加是由于这种爆炸行为引起的探针临界表面处的等离子体密度梯度的瞬时陡峭化引起的。
2019-07-18 physics.plasm-ph
Quantum effects on plasma screening for thermonuclear reactions in laser-generated plasmas
采用基于密度矩阵的量子等离子体屏蔽模型，对激光等离子体中的热核反应$^{13}$ C（$α$，$n$）$^{16}$ O和$^2$ H（$d$，$n$）$^3$ He进行了理论研究.对于冷的和致密的（固态密度）等离子体，我们的研究结果表明，量子效应可以提高等离子体屏蔽热核反应的一个数量级相比，经典的情况。这一结果可能对核天体物理学预测产生影响，也可能对聚变能量增益前景发挥作用。我们的模拟使我们能够确定激光产生的等离子体的实验设置中的量子效应等离子体屏蔽可以在现有的高强度激光设施确认。
2022-04-20 nucl-th physics.plasm-ph
Integrated micro-plasmas in silicon operating in helium
微等离子体阵列在氦气中工作在直流制度已经产生在硅微反应器。阴极边界层（CBL）型微器件的制作使用洁净室设施和半导体加工技术。研究了具有50或100 m直径空腔的微放电阵列的点火。两种不同的结构（各向同性蚀刻或各向异性蚀刻腔）和各种条件（两种不同的电压极性、压力等）。考察100个直径为50 m的微放电可以在1000 ℃下并行点燃。在大电流下，样品边缘出现寄生火花和瞬态火花。当极化反转时（阴极侧对应于打开的电极），需要更多的电流来点燃所有的微放电。操作后，在阳极侧上的孔周围获得热影响区。
2016-04-29 physics.ins-det physics.plasm-ph
Nuclear Reaction Rates in a Plasma: The Effect of Highly Damped Modes
利用涨落耗散定理计算了等离子体中电磁涨落对核反应的屏蔽因子。我们指出，如果只假定等离子体本征频率附近的涨落是重要的（ω \sim ω_{pe} \ll T（\hbar = k_{B} =1）），则可得到常用的硝石因子。通过考虑所有的涨落，高阻尼的涨落，ω>ω_{pe}，以及ω \leq ω_{pe}，我们发现对于许多有趣的等离子体，核反应速率比用Saltpeter因子得到的速率要高。
2000-06-22 astro-ph physics.plasm-ph
Active learning-driven uncertainty reduction for in-flight particle characteristics of atmospheric plasma spraying of silicon
本研究首次将主动学习框架结合高斯过程模型应用于硅的大气等离子喷涂，通过贝叶斯优化降低数据集与测试点的不确定性，显著提升了飞行中颗粒特性的预测精度，为热喷涂的数字化与资源高效化提供新路径。
2023-09-08 physics.plasm-ph
Electron surface scattering kernel for a plasma facing a semiconductor
本文基于不变嵌入原理构建电子表面散射核，用于面向半导体（如硅、锗）的等离子体玻尔兹曼方程边界条件，考虑微观物理机制，所得发射产额与实验吻合。
2024-09-19 physics.plasm-ph
One-fluid equations of general relativistic two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force in curved space
将辐射反作用力引入弯曲空间中的双流体等离子体中，得到了一组包含Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体广义相对论磁流体力学（GRMHD）方程。本文分析了作用于天体物理致密天体周围等离子体的辐射反应的重要性。
2019-06-21 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
One-fluid relativistic magnetohydrodynamics equations for a two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force
在考虑辐射反作用力的情况下，基于相对论二流体等离子体，导出了一组考虑Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体相对论磁流体动力学方程.这些方程可用于等离子体运动的时空尺度足够大的情况。
2018-10-23 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.plasm-ph
Thermal reaction processes in a relativistic QED plasma drop
在给定的能量含量下，研究了热平衡和化学平衡的$e^+e^-γ$等离子体液滴的平衡尺寸和温度极限。要使等离子体达到平衡，它必须对电子和光子的相互作用不透明。通过比较等离子体尺寸与平均自由电子和光子路径来确定不透明条件。我们计算这些路径使用热洛伦兹不变的反应速率对生产和电子（正电子）和光子散射。相应的等离子体温度和大小的范围进行了数值计算。考虑到能量和尺寸，我们发现不透明和平衡的等离子体液滴是可以实验实现的。
2010-03-01 hep-th physics.plasm-ph
Propagation of Ultra-Intense Laser Pulses in Near-critical Plasmas: Depletion Mechanisms and Effects of Radiation Reaction
虽然，对于目前的激光脉冲能量，弱非线性制度的LWFA是已知的最佳达到最高可能的电子能量，即将到来的大型激光系统的能力将提供运行高度非线性制度的激光脉冲传播在欠密或近临界等离子体的可能性。使用扩展的粒子在细胞（PIC）模型，考虑到所有相关的物理，我们表明，这样的制度可以实现与外部引导一个相对较长的传播距离，并允许稳定的激光能量转换成其他类型的能量，包括大量的高能电子的动能和它们的非相干发射的光子。尽管激光脉冲的高强度触发了许多新的能量耗尽机制，但我们系统地研究了这些机制。
2017-04-05 physics.plasm-ph
On the enhancement of nuclear reaction rates in high-temperature plasma
我们认为，麦克斯韦近似可以从根本上低估了在热等离子体的条件下非常接近热平衡的一些核反应的速率。以X = Li、Be、C等轻元素的混合物在自持DT聚变等离子体中的反应为例，明确地证明了这一现象。一个动力学分析表明，反应性增强的结果从非麦克斯韦撞击扰动的离子分布所造成的密切碰撞与高能聚变产物。结果表明，尽管撞击离子的分数很小，但这些粒子对D+X和T+X反应速率有明显的影响。所讨论的现象可能具有普遍性，并可能在其他实验室和天体物理等离子体过程中发挥作用。
2006-07-13 astro-ph physics.plasm-ph
Radiation Reaction in the Plasma-Based High-Energy Accelerators
在过去的几十年里，由于高功率激光器的进步以及高能粒子束和相对论粒子束的可用性，基于等离子体的加速器取得了巨大的进展。然而，在等离子体尾场中加速的电子（或正电子）受到辐射损失，这通常抑制了束的最终能量增益。本文用试验粒子方法研究了高能等离子体加速器中的辐射反应。详细研究了基于多级激光驱动等离子体尾场加速器和单级质子驱动等离子体尾场加速器的TeV对撞机。结果表明，离轴注入的见证光具有较高的轴向和横向场梯度，对加速粒子的阻尼力较大。质子驱动的等离子体尾场加速电子相比，在多级激光驱动的等离子体尾场加速器中加速的电子损失更少的能量。
2017-12-22 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Photo-transmutation of long-lived radionuclide Cs-135 by laser-plasma driven electron source
相对论性电子在激光有质动力的作用下被聚焦到高Z值的电子束上，产生高亮度的伽马射线束，进而引发光核反应。本文通过Geant 4模拟，论证了激光等离子体驱动电子源对长寿命放射性核素Cs-135进行光嬗变的可能性。分别在10^{20} W/cm ^2、5 × 10^{20} W/cm ^2、10 ^{21} W/cm ^2和5 × 10^{21} W/cm ^2四种不同的激光强度下观察到了高能电子产生、韧致辐射和光核反应。结果表明，激光强度和靶的几何形状对嬗变反应产额有很大的影响。在不同的激光强度下，找到了获得最大反应产率的推荐靶尺寸。这项工作的显著特点是评估最佳激光强度，以产生每焦耳10^8的最大反应产额，激光脉冲能量为10^{21} W/cm ^2。我们的研究表明，基于激光的电子源驱动的光嬗变作为一个有前途的方法，实验研究嬗变反应，具有潜在的应用于核废物管理。
2016-01-13 physics.plasm-ph
The effects of resonant magnetic perturbations and charge-exchange reactions on fast ion confinement and neutron emission in the Mega Amp Spherical Tokamak
非轴对称共振磁微扰（RMP）在兆磁球形托卡马克（MAST）低电流等离子体中的应用被发现与中子产生的大幅下降相关，表明快离子约束的显著退化。这种扰动对MAST中快离子的影响已经使用非稳态轨道跟踪蒙特卡罗代码（NSS OFMC）的修订版本进行了建模，其中聚变反应速率的参数化已被更新，中子速率已被重新计算。通过与背景中性粒子的电荷交换（CX）和随后的再电离的快速中性粒子由于与散装等离子体粒子碰撞的快速离子的损失也被考虑在内。在建模中纳入了血浆对外部施用RMP反应的影响。更新后的结果表明，在RMP的存在下，考虑到等离子体响应和CX反应的计算中子速率与整个分析目标时间的实验数据非常吻合。CX反应在确定中子速率方面起着重要作用，特别是在RMP开始之前。
2018-06-15 physics.plasm-ph
Neutron production from thermonuclear reactions in laser-generated plasmas
对激光等离子体中热核反应产生强流中子束进行了理论研究。到目前为止，最先进的中子束是通过激光诱导粒子加速产生的，导致高能粒子束随后与次级靶相互作用。在这里，我们表明，两个数量级窄带宽的中子束可以从热核反应中产生的等离子体拍瓦级激光器。这种中子束的强度比现有技术的激光驱动中子束的强度低大约一个或两个数量级。为此，我们研究了反应$^2$ H（$d$，$n$）$^3$ He在拍瓦级激光与D $_2$气体射流靶和CD $_2$固体靶相互作用产生的等离子体中。结果还表明，在天体物理学感兴趣的低温下直接测量反应速率的可能性。此外，与D $_2$气体喷射靶的情况相比，CD $_2$固态靶的使用还可以导致对等离子体屏蔽的极大增强，为研究天体物理学领域中迄今未解决的问题开辟了新的可能性。
2020-02-14 nucl-th physics.plasm-ph
A reaction mechanism for oxygen plasmas
本研究提出氧等离子体的反应机理，通过LoKI工具在直流辉光放电条件下验证，明确主要物质的生成消耗机制及氧原子的加热主导作用，倡导等离子体化学动力学方案采用标准验证范式。
2023-05-05 physics.plasm-ph
Radiation reaction effects in relativistic plasmas -- the electrostatic limit
我们研究了静电等离子体波的演化，使用相对论性的Vlasov方程扩展的Landau-Lifshitz辐射反应，占由于发射单粒子拉莫尔辐射的反反应。特别地，朗缪尔波阻尼被计算为波数、初始温度和初始电场振幅的函数。此外，背景分布函数在此过程中损失了能量，我们计算了冷却速率作为初始温度和初始波幅的函数。最后，我们研究了波阻尼和背景冷却的相对大小如何随初始参数而变化。特别是，它被发现，与背景冷却相关的能量损失的相对贡献随着初始波振幅缓慢下降。
2022-11-11 hep-ph physics.plasm-ph
Probing the transition from classical to quantum radiation reaction in relativistic plasma
本文研究相对论等离子体中经典辐射反作用力向量子机制的转变，发现量子结果随$χ$参数增加而偏离经典结果，且偏差依赖于等离子体密度与温度。
2025-06-27 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
On a fusion chain reaction via suprathermal ions in high-density H-$^{11}$B plasma
$^{11}$ B $(p,α)2α$聚变反应由于其非中子特性和在反应物和产物中不存在放射性物质而对于能量产生目的特别有吸引力。然而，由于$^{11}$ B燃料在高达100 keV的温度下的低反应性，其在热核制度中的开发似乎是禁止的。通过α粒子和燃料离子之间的弹性碰撞维持的聚变链，这种方式分散成超热能，已经被提出作为克服这种限制的可能途径。基于一个简单的模型，这项工作研究了再生过程中的无限，非简并$^{11}$ B等离子体，在很宽的密度和温度范围内的兴趣的激光驱动实验（$10^{24} \lesssim n_e \lesssim 10^{28} {\rm cm}^{-3}$，$T_e \lesssim 100$ keV，$T_i \sim$ 1 keV）。特别地，已使用包括核相互作用的$α$-$p$散射的截面数据。倍增因子$k_\infty$随电子温度显著增加，随等离子体密度不显著增加。然而，即使在考虑的最高温度和密度下，并且尽管由于核散射而增加了两倍以上，但$k_\infty$的数量级也仅为$10^{-2}$。一般来说，在受限方案中需要非常接近1的$k_\infty$值，以将超热核-热核能量产额提高高达$10^3$ - $10^4$的因子。
2020-12-28 physics.plasm-ph
The role of oxygen and surface reactions in the deposition of silicon oxide like films from HMDSO at atmospheric pressure
本文研究了用六甲基二硅氧烷（HMDSO）和氧气混合气体的大气压微等离子体射流沉积SiO $_x$ C $_y$ H $_z$或SiO $_x$ H $_y$薄膜以及表面反应在薄膜生长中的作用。两种类型的微等离子体射流，一个与平面电极和氦气中操作，另一个与同轴几何操作在氩气中，被用来研究沉积过程。膜的生长速率和膜中的碳含量被测量为平面射流中的O $_2$和HMDSO混合物的函数，并与HMDSO消耗的质谱测量进行比较。此外，本地化的性质的喷射基板相互作用被用来研究表面反应，通过施加两个射流在旋转基板上。向气体混合物中添加氧气增加HMDSO耗尽和生长速率，并导致无碳膜的沉积。表面反应负责从生长的膜中去除碳。此外，当用氩气操作的同轴射流用于表面处理时，甚至在不添加氧气的情况下也可以沉积无碳膜。我们假设，离子或激发物种（可吸收）可能是负责观察到的效果。
2011-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Operando XPS in Reactive Plasmas: The Importance of The Wall Reactions
本文利用等离子体-XPS技术原位监测Ag(111)表面在氧化/还原等离子体中的实时化学变化，结合气相XPS和质谱分析，揭示腔室壁反应的重要作用，证明该技术是微电子研究中的多功能动态表征工具。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
PTFE treatment by remote atmospheric Ar/O2 plasmas: a simple reaction scheme model proposal
采用远程常压微波等离子体炬对聚四氟乙烯（PTFE）样品进行处理，并对处理后的样品进行水接触角（WCA）和X射线光电子能谱学（XPS）分析。在纯氩等离子体的情况下，观察到的WCA的减少，同时观察到的疏水性增加时，一些氧气被添加到放电。WCA结果与参考样品的XPS相关，并且WCA的变化归因于样品的粗糙度的变化。一个简单的动力学方案的PTFE表面上的化学提出解释的结果。
2013-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Modeling of three-dimensional betatron oscillation and radiation reaction in plasma accelerators
β振荡是激光或束驱动等离子体尾场加速器中的一种常见现象。在传统的模型中，等离子体尾流对相对论电子提供线性聚焦力，电子在一个横向方向上振荡，电子振荡频率与电子的$1/\sqrtγ$成正比，其中$γ$是电子的洛伦兹因子。用数值方法得到了电子感应加速器时间尺度上的运动的长期方程，并与原始方程进行了比较。除了已经发现的辐射反应引起的纵向和横向阻尼外，我们还根据长期方程给出了纵向相位漂移、电子感应加速器相移和电子感应加速器极化变化等现象。这项工作对未来的等离子体高能加速器和对撞机具有重要的参考价值。
2022-11-01 physics.acc-ph physics.plasm-ph
In-situ coating of silicon-rich films on tokamak plasma-facing components with real-time Si material injection
本研究在DIII-D托卡马克中通过杂质颗粒注入器注入硅弹丸，验证了实时材料注入可在偏滤器面向等离子体部件上原位形成富硅涂层，为长脉冲反应堆的PFC涂层实时补充提供了可行技术路径。
2023-08-09 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Plasma screening of nuclear fusion reactions in liquid layers of compact degenerate stars: a first-principle study
白矮星内层和中子星包层的核聚变反应的可靠描述对于从吸积中子星到Ia型超新星的广泛可观测天体物理现象的真实建模是重要的。我们研究的问题，屏蔽的库仑势垒阻碍反应，由周围的等离子体融合核。屏蔽因子的数值计算是从第一原理的援助下的量子力学路径积分的模型中的一个组件的等离子体的原子核的温度和密度典型的致密的液体层的紧凑的简并星。我们不依赖于文献中广泛使用的各种准经典近似，如因式分解隧穿过程、平均球对称势中的隧穿、经典自由能和对关联函数的使用、线性混合规则等，总体上与以前从热核极限到$Γ\sim 100$的结果符合得很好.对于很强耦合的液体$100 \lesssim Γ\leq 175$，发现了与当前使用的反应速率的参数化的偏差，并通过简单的解析表达式来近似。本文提出的考虑等离子体屏蔽的核反应速率计算方法可推广到恒星物质的离子混合物和结晶相。
2021-09-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Measurement of the plasma astrophysical S factor for the 3He(D, p)4He reaction in exploding molecular clusters
利用强超快激光脉冲与氘分子团簇的相互作用，首次在几keV的温度下测量了~ 3 He（D，p）~ 4 He聚变反应的等离子体天体物理S因子。在气体喷射靶中混合不同比例的D2和3 He或CD 4和3 He，以允许测量3 He（D，p）4 He反应的截面。测量了3 He（D，p）4 He反应产生的14.7 MeV质子的产额，以提取低能下的天体物理S因子。我们的结果与文献中发现的其他S因子参数化是一致的。
2013-07-01 nucl-ex physics.plasm-ph
Fusion reactions in plasmas as probe of the high-momentum tail of particle distributions
在聚变反应中，库仑势垒从分布的高动量部分选择粒子。因此，速度分布的高动量尾部的微小变化可以对聚变速率产生强烈的影响。在等离子体中存在几种可能的机制，可以产生偏离标准麦克斯韦-玻尔兹曼分布。等离子体准粒子的能量-动量色散关系的量子展宽修正了高动量尾，并可以解释低能核反应实验中观察到的聚变速率增强。
2005-12-16 cond-mat.stat-mech nucl-ex nucl-th
Investigation of light ion fusion reactions with plasma discharges
研究轻离子聚变反应产额与低反应能的关系对于理解恒星燃料链和发展未来能源技术具有重要意义。实验变得越来越具有挑战性，在较低的反应能，由于指数下降的聚变截面低于库仑势垒。我们报告的实验中，氘-氘（D-D）聚变反应的研究，在脉冲等离子体中的辉光放电制度，使用台式装置。我们使用粒子在细胞代码模型等离子体条件。这种方法的优点是相对较高的峰值离子电流和电流密度（0.1至几A/cm^2），可以应用于金属丝阴极几天。我们用基于闪烁器的探测器探测D-D反应中的中子。对于钯靶，我们发现中子产率作为阴极电压的函数，比在离子能量低于2千电子伏（质心框架）的裸核聚变预期的产率高100倍以上。一个可能的解释是由于1000+/-250 eV的电子屏蔽电势而对离子能量进行了校正，这增加了通过排斥性库仑势垒的隧穿概率。我们的紧凑，强大的设置，使参数研究这种效果在相对较低的反应能。
2019-05-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fusion reactions initiated by laser-accelerated particle beams in a laser-produced plasma
高强度脉冲激光技术的出现使得物质在远离热平衡的条件下产生极端状态成为可能。这反过来又可以使不同的方法从核聚变中产生能量。放宽平衡要求可以扩大聚变燃料中使用的同位素范围，允许更清洁和更少危险的反应，不产生高能中子。在这里，我们提出并实现了一种手段来驱动质子和硼-11核之间的聚变反应，通过碰撞激光加速质子束与激光产生的硼等离子体。我们报告的质子硼反应速率的数量级高于以前报道的。除了聚变，我们的方法还展示了一种探索低能核反应的新方法，例如在天体物理等离子体和相关环境中发生的反应。
2013-10-08 nucl-ex physics.acc-ph physics.optics
Plasma assisted CO$_2$ splitting to carbon and oxygen: A concept review analysis
本概念审查文件分析了为CO $_2$裂解为碳和O $_2$（CO $_2$ tC）的挑战性反应开发技术解决方案的可能性。在应对气候变化和温室气体排放方面，这是一个梦幻般的反应。有相当有限的文献适应症进行了审查，并分析了局限性和前景。非热等离子体与催化相结合是促进该反应的可能性之一。目前对等离子体辅助CO $_2$裂解的研究主要限于CO的形成。通过结合目前对等离子体CO $_2$裂解的研究现状与CO $_2$ tC的研究数据，可以提出一种尝试性的新方法。这是一个概念性的想法，提出和讨论的工具，以刺激在该领域的研究，包括提出替代的可能性。这一概念和反应的挑战进行了讨论。
2022-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Radiation reaction cooling as a source of anisotropic momentum distributions with inverted populations
本研究聚焦强电磁场与辐射反作用下无碰撞等离子体的动量分布特性，解析推导强磁场中等离子体环形动量分布的形成时间尺度，并经粒子模拟验证，揭示该分布的动力学不稳定性可引发相干辐射，对天体物理和实验室等离子体研究具有意义。
2023-03-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Evaluation of silicon carbide as a divertor armor material in DIII-D H-mode discharges
碳化硅（SiC）代表了一种有前途的，但在很大程度上未经测试的面向等离子体的材料（PFM）的下一步聚变装置。在这项工作中，一个分析混合材料的侵蚀模型是通过计算的物理（通过SDTrimSP）和化学（通过经验缩放）从SiC，Si和C溅射产量。在近表面的SiC层中的Si含量预计增加D等离子体轰击期间，由于更有效的物理和化学溅射的C相对于Si。因此，来自SiC的硅侵蚀主要来自富集Si层的溅射，而不是直接来自SiC本身。ATJ石墨上的SiC涂层，通过化学气相沉积制造，暴露于DIII-D托卡马克中的重复H模式等离子体放电，以测试该模型。从分析建模的定性趋势再现的实验测量，通过光谱推断使用S/XB方法获得。从定量上讲，该模型略微低估了测量的侵蚀速率，这归因于离子撞击角度分布的不确定性以及边缘局部模式的影响。暴露后，观察到SiC涂层的宏观或微观表面形态的最小变化。成分分析表明，硅富集约10%，符合侵蚀模型的预期。外推到一个DEMO型设备，一个数量级的减少杂质源，并高达2的因素减少杂质辐射，预计与SiC壁，相对于石墨，如果低C等离子体杂质含量可以实现。这些有利的侵蚀性能激发了对SiC作为低Z非金属PFM的进一步研究。
2021-04-08 physics.app-ph physics.plasm-ph
The Salpeter plasma correction for solar fusion reactions
我们回顾了五个不同的推导，证明了Salpeter公式的等离子体修正的融合率是有效的，在太阳的中心与微不足道的误差（~ %）。我们指出的错误，在最近的几篇论文中，已经获得了各种各样的答案，有些甚至与错误的符号或错误的功能依赖。
2000-10-02 astro-ph hep-ph nucl-ex
Nuclear Fusion in Laser-Driven Counter-Streaming Collisionless Plasmas
核聚变反应是自然界中为恒星提供动力和产生新元素的最重要过程，也是理解宇宙核合成的核心。研究接近真实天体物理条件的全等离子体环境中的反应至关重要。利用激光驱动的逆流无碰撞等离子体，在27 keV的类伽莫夫窗口中研究了D-$+$-D-$\rightarrow n +^3$-He聚变.结果表明，天体物理核反应产额可以通过自生电磁场和等离子体的集体运动来调制。这种等离子体型小型对撞机为在地球实验室中研究天体物理学感兴趣的能量可调的等离子体核反应提供了一种新的工具。
2016-11-12 astro-ph.IM nucl-ex physics.plasm-ph
On radiative damping in plasma-based accelerators
分析了等离子体基电子加速器中的辐射阻尼。研究了在恒定加速力和经典辐射反作用力共同作用下的电子动力学。结果表明，电子加速不受辐射反应的限制。如果一开始加速力比辐射反作用力强，那么电子加速是无限的。否则，电子会被辐射阻尼减速到某个时刻，然后无限加速。无论初始条件如何，电子的无限时间渐近行为都由提供无限加速度的自相似解控制。辐射阻尼引起的相对能量扩散在无限时间内随时间减小。
2012-05-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Nonlinear polarization effects on plasma screening for fusion reactions
Key Laboratory of Beam Technology of the Ministry of Education, and School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（教育部束流技术重点实验室，北京师范大学物理与天文学院）；Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；Graduate School, China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；CAPT, HEDPS, and IFSA Collaborative Innovation Center of MoE, Peking University（北京大学、教育部前沿交叉学科研究中心、高能量密度物理中心和IFSA协同创新中心）；Institute of Radiation Technology, Beijing Academy of Science and Technology（北京市科学技术研究院辐射技术研究所）
该研究针对D-T、p-$^{11}$B等热核反应，采用有限温度托马斯-费米-狄拉克框架得到双中心等离子体屏蔽势，结合核势求解薛定谔方程，揭示离子与电子非线性极化的竞争对聚变率的影响，指出双中心处理对预测稠密等离子体聚变率的重要性。
2026-09-18 nucl-th physics.plasm-ph
Reaction-in-Flight Neutrons as a Test of Stopping Power in Degenerate Plasmas
本文首次对惯性约束聚变系统中的飞行反应中子进行了测量。实验是在国家点火装置上进行的，使用了Low Foot和High Foot驱动器和低温塑料胶囊。在这两种情况下，高能RIF（$E_n>$ 15 MeV）的中子谱的组成部分被发现是约$10^{-4}$的总数。大多数RIF中子产生于密封舱燃烧热点周围的致密冷燃料中，数据与中等至强耦合$(Γ\sim$ 0.6）和电子简并$(θ_\mathrm{Fermi}/θ_e\sim$ 4）的压缩冷燃料一致。RIF中子的产生受等离子体中的阻止本领控制。因此，目前的RIF测量提供了一个独特的测试阻止功率模型在实验上未探索的等离子体制度。我们发现，测量的RIF数据强烈约束停止模型在温暖的稠密等离子体条件下，一些模型被排除在我们的分析这些实验。
2014-11-25 nucl-ex nucl-th physics.plasm-ph
Using a dual plasma process to produce cobalt--polypyrrole catalysts for the oxygen reduction reaction in fuel cells -- part I: characterisation of the catalytic activity and surface structure
介绍了一种新的双等离子体涂层工艺，用于制备燃料电池中氧还原反应的无铂催化剂。用各种方法分析由此产生的催化剂。通过循环伏安法、旋转环电极和旋转环盘电极进行电化学表征。由此获得的不同的催化剂的表面孔隙率的特征在于与氮气吸附技术和扫描电子显微镜用于确定膜的生长机制。它表明，催化活性化合物可以用这种双等离子体工艺生产。此外，催化活性可以通过改变等离子体工艺参数而显著变化。计算了生成的H $_2$ O $_2$的量，并表明2电子机理是主要的。等离子体涂覆机制不会显著改变所用碳载体的表面BET面积和孔径分布。此外，所产生的薄膜的扫描电子显微镜照片，并示出的柱状生长机制的偏好。通过使用不同的碳作为载体，它表明，有很强的依赖性的催化活性，这可能是有关的碳的化学性质。
2012-08-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
Gamow peak approximation near strong resonances
我们讨论了在给定的等离子体温度下，等离子体环境中带电粒子诱导反应的最有效能量范围。等离子体温度和最有效能量之间的对应关系应该从伽莫夫峰值能量给出的对应关系进行修改，在天体物理S因子中存在显著的入射能量依赖性，如共振反应的情况。所建议的有效能量范围的修改不仅在恒星环境中的高温热核反应中很重要，例如，在大质量恒星的高级燃烧阶段和爆炸性恒星环境中，正如已经声称的那样，而且在由超强激光脉冲辐射驱动的核反应的应用中。
2013-05-09 nucl-th physics.plasm-ph
Evidence of the production of hot hydrogen atoms in RF plasmas by catalytic reactions between hydrogen and oxygen species
发现在GEC电池中RF产生的H2O等离子体的整个体积（13.5cm ID × 38 cm长度）中存在选择性H原子线增宽。特别是，在低压下（例如，<0.08托），显著分数（约。20%）的原子氢是“热的”，能量大于40 eV，具有压力依赖性，但仅具有弱的功率依赖性。加宽的程度几乎是独立的GEC细胞内研究的位置，类似于最近发现的He/H2和Ar/H2等离子体在同一GEC细胞。与氢原子谱线相反，在低压下没有观察到氧物种谱线的加宽。此外，在相同电池中以类似压力和吸附功率运行的对照H2/H2等离子体中，没有观察到原子氢、H2或任何其他谱线的显著加宽。由于高电场引起的带电物质的斯塔克增宽或加速不能解释结果，因为（i）电子密度在数量级上是不足的，（ii）RF场基本上被限制在阴极下降区，与不依赖于位置的增宽相反，以及（iii）仅原子氢线被增宽。相反，所有的数据都与一个模型相一致，该模型声称特定的预测物种可以通过共振能量转移机制起催化作用，在等离子体中产生热氢原子。
2005-08-31 physics.gen-ph physics.plasm-ph
Effect of surface porosity of catalytic supports on plasma-assisted catalysis for ammonia synthesis
了解等离子体与催化剂的相互作用对于理解反应机理、优化催化剂以及提高等离子体辅助氨合成催化过程（\ce{NH3}）的效率具有重要意义。我们报告了催化剂载体表面孔隙率对在同轴介质阻挡放电（DBD）等离子体反应器中进行的该反应的影响。在室温和接近大气压（550托）下使用可变AC施加电压产生放电。比较两种催化剂载体：使用多孔二氧化硅（\ce{SiO2}）陶瓷珠和几乎相等直径（$\sim$ 1.5 mm）的光滑无孔钠钙玻璃珠。对于两种载体，\ce{N2}转化率和\ce{NH3}合成速率随着电压的增加而增加，但是对于\ce{SiO2}珠，\ce{NH3}生产的能量产率增加，而对于玻璃珠，能量产率降低。当使用\ce{SiO2}珠粒时，所有这三个参数总是较高，这表明孔隙率对于等离子体辅助的\ce{NH3}合成来说可能是小的优势。放电和等离子体性质估计从Lissajous图和使用计算与BOLSIG+软件。不同催化剂载体对放电物理性质的影响可以忽略不计。高分辨率的光发射光谱（OES）被用来探索气相活性物种，\ce{N2+}，原子N，电子激发的\ce{N2}，和原子H（H $_α$，H $_β$）的演变，在两种支持物的存在下，在等离子体中。对于所有施加的电压，在多孔\ce{SiO2}珠的情况下，这些物质的相对浓度较低，这表明在等离子体辅助的\ce{NH3}合成中，表面反应比气相反应对于\ce{NH3}的…
2021-11-06 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Fusion hindrance effects in laser-induced non-neutral plasmas
惯性约束聚变热点和团簇库仑爆炸等离子体可能产生正的净电荷。库仑势垒穿透性和超低能量（$\lesssim 10$ keV）下的核聚变反应速率被这样的环境改变。这些影响在这里研究通过筛选潜在的方法。通过评估某些感兴趣的情景的平均筛选潜力，得出了近似的分析结果。据发现，聚变是阻碍热燃料核之间的反应，而增强预期的二次和“束靶”反应。取决于等离子体条件，即使对于相对小的净电荷（对于$10^{-5}$质子电荷的每个核的平均净电荷，聚变速率的几个%的差异或更多），变化也是相关的。
2019-06-16 astro-ph.SR nucl-th physics.plasm-ph
Ion-atom-atom three-body recombination in cold hydrogen and deuterium plasmas
基于超球坐标下的经典轨道计算，对氢、氘等离子体中离子-原子-原子三体复合过程进行了详细的研究。我们的结果，由于长程电荷诱导偶极相互作用的主导作用，表明H $_2^+$和D $_2^+$的情况下，氢和氘等离子体的主要反应产物，分别。此外，当碰撞能超过分子离子的离解能时，我们发现一个更陡的能量依赖反应速率，从而进入一个新的以短程相互作用为主的动力学区域.
2022-07-12 physics.atom-ph physics.plasm-ph
Comment on "Observation of neutronless fusion reactions in picosecond laser plasmas"
Belyaev等人的论文[Phys. Rev. E { \bf 72}，026406（2005）]报道了在热核反应$^{11}$ B（$p,α$）中产生的α粒子的第一次实验观察，该反应通过激光照射在$^{11}$ B聚乙烯（CH $_2$）复合靶上诱导。实验中使用的激光器的特征在于皮秒脉冲持续时间和2 $\times10^{18}$ W/cm $^2$的强度峰值。我们认为，在他们的检测系统中采用的背景降低方法和反应产物的检测能量区域的选择可能是不够的。因此，报告的总产量低估了真实产量。根据他们的观察，我们估计总产量高于他们的结论，即，每次注射约10个$^5 α$。
2009-02-26 nucl-ex nucl-th physics.plasm-ph
