Radial Current and Rotation Profile Tailoring in Highly Ionized Linear Plasma Devices
在具有剪切的旋转磁化等离子体柱中，交叉场电流可以由惯性机制和交叉场粘性引起。考虑到这些机制，可以计算圆柱形几何形状中不可约的径向电流消耗作为旋转频率的函数。由此产生的表达式提出了新的可能性定制的电场分布通过控制等离子体的密度和温度分布。
2019-06-19 physics.plasm-ph
Breaking symmetry in propagation of radially and azimuthally polarized high power laser pulses in underdense plasma
通过三维粒子模拟和忽略Kerr非线性效应，证明了相对论强度的方位或径向偏振激光脉冲（RPP）在欠密等离子体中的传播是不稳定的。在横向均匀等离子体中，RPP发生强脉冲调制，其增量为$Γ$，接近于众所周知的依赖于加速度$α$和调制密度梯度长度$L$的增量为$Γ\approx (α/L)^{1/2}$。在深等离子体通道中，不稳定性消失了。研究了激光尾流对电子自注入和加速的影响。
2017-05-02 physics.plasm-ph
Coaxial Microwave Plasmas in Argon: Radial Contraction, Self-Organization and more Exotic Phenomena
设计了一套同轴微波等离子体装置，用于光学和激光诊断研究。等离子体由位于同轴线两端的两个微波功率源维持。这允许在低压下产生轴向均匀的辉光放电。对于增加的压力，这种辉光模式被发现是不稳定的，并观察到各种自组织的图案，包括手指状的结构，可以持续后的等离子体柱的可见端。
2014-07-30 physics.plasm-ph
Contribution of the Hall effect to radial electric field and spontaneous/intrinsic rotation in tokamak core plasmas
霍尔效应，定义为相反符号的电荷在磁场中运动时的分离，被认为对托卡马克堆芯等离子体中观测到的负径向电场Er和等离子体的自发/内禀旋转有重要贡献。利用独立测量的磁场和等离子体旋转速度的空间分布，提出了一种简单的方法来评估霍尔效应对Er值的贡献。对TM-4和T-10托卡马克实验数据的估计表明，托卡马克中的上述现象应在双流体磁流体力学框架内描述。
2018-06-27 physics.plasm-ph
Investigation of Vortex Structures in Gas-Discharge Nonneutral Electron Plasma: III. Pulse Ejection of Electrons at the Formation and Radial Oscillations of Vortex Structure
本文介绍了气体放电非中性电子等离子体中电子喷射形成涡旋结构和径向振荡的实验研究结果。电子以脉冲的形式从涡旋结构和电子鞘的邻近区域注入，脉冲的持续时间和周期性由该结构的演化和动力学过程决定。脉冲喷射的电子被认为是可能的机制。分析了放电电子鞘层中的电子喷射对其他过程的影响。
2015-08-17 physics.plasm-ph
Direct Observation of a Cross-Field Current-Carrying Plasma Rotating Around an Unstable Magnetized Plasma Column
磁化等离子体柱的低频不稳定性和异常径向等离子体对流被证明与沿围绕中心磁化等离子体旋转的等离子体通道的径向交叉场电流的存在有关。利用超快增强相机对旋转等离子体进行了直接观测。当轴向收集极处于浮动电位时，沿等离子体柱的轴向注入的电离电子有助于负电荷的积累。所需的中性导致高能电子的连续径向驱逐和旋转等离子体通道（m=1不稳定波）的形成。这种情况以前被错误地解释为抗磁漂移波。
2008-10-12 physics.plasm-ph
Plasma potential shaping using end-electrodes in the Large Plasma Device
在LAPD中通过端电极偏置改变径向电位分布，发现凹面向下偏置能产生可控的径向电位分布，预计驱动接近离子声速的方位漂移速度。
2024-01-12 physics.plasm-ph
Global convective cell formation in pair-ion plasmas
本文讨论了圆柱形和径向不均匀平衡密度下对离子等离子体中的整体静电模。在高斯径向密度分布的情况下，精确的分析本征解的库默尔合流超几何函数。该模式被确定为在极向和轴向方向上传播的对流单元，同时在径向方向上具有驻波结构。
2008-05-30 physics.plasm-ph
Neoclassical flows in deuterium-helium plasma density pedestals
在托卡马克输运势垒中，轮廓变化的径向尺度可以与典型的离子轨道宽度相媲美，这使得在碰撞动力学中跨通量表面的分布函数的耦合非常重要。我们使用径向全球稳态新古典δf代码Perfect来计算基座中的极向流和环向流以及径向通量。特别是，我们已经研究了这些量的变化，作为等离子体的组成是从一个氘散装物种与氦杂质的氦散装与氘杂质，在特定的配置文件相似的假设。极向分辨的径向通量在径向轮廓变化剧烈的情况下并不是孤立的无发散的，这会导致极向回流的出现。这些流动表现出一个复杂的径向极向结构，延伸到核心的几个轨道宽度，是敏感的突然径向变化的离子温度梯度。我们发现，一个相当大的新古典环形角动量输运可以出现在径向全球的理论，在当地相反。
2017-01-12 physics.plasm-ph
The slow collisional ExB ion drift characterized as the major instability mechanism of a poorly magnetized plasma column with an inward-directed radial electric field
研究了具有向内径向电场的圆柱形弱磁化等离子体的低频不稳定性随气压和离子回旋频率的变化。当气体压力增加时，不稳定频率总是降低，表明碰撞效应。在一定压力下，当B场较低时，不稳定频率随磁场的增大而增大，当磁场强度较大时，不稳定频率随磁场的增大而减小。我们发现，当离子回旋频率等于离子与中性粒子碰撞频率时，这两个区域之间发生了跃迁。这与电离子漂移的碰撞慢化引起的慢离子漂移不稳定性理论一致（A。Simon，Phys.Fluids 6，382，（1963）.
2016-02-19 physics.plasm-ph
Studies of DC biasing of internal ring on plasma rotation and transport in a toroidal geometry
我们报告的结果进行实验，研究如何直流偏置相对于等离子体电位影响的等离子体状态的环形几何形状的Blaamann设备在特罗姆瑟。在这里讨论的实验中，一个直径小于限制器的环被集中在等离子体的大部分内，其偏压相对于等离子体电位而变化。在环的电子饱和电流制度，一个显着减少的波动水平进行了观察，和剪切极向速度发生在环的低场侧。当环在离子饱和电流状态下保持浮动或偏置时，该剪切被定位在与径向传输的最大值相同的径向位置处。对于后者的环偏置，极向速度没有剪切环的低场侧。在没有速度剪切的情况下，径向输运类似于以前没有环的实验。由于速度切变，径向输运被破坏。这种等离子体状态，具有非常低的径向传输和波动水平，以及等离子体密度约1017 m-3，被认为是提供一个合适的等离子体波传播的研究，在磁化等离子体弯曲的磁场线没有端部效应。
2004-11-20 physics.plasm-ph
Anomalous convective transport of the tokamak edge plasma, caused by the inhomogeneous ion cyclotron parametric turbulence
本文研究了极向剪切下基座等离子体中空间非均匀静电离子回旋参数微湍流驱动的对流中尺度流动的动力学和流体力学理论。发展的动力学理论预测剪切极向对流的产生，和径向压缩流与径向流速梯度。发达的流体动力学理论的对流揭示了径向压缩对流的密度梯度随时间呈指数增长的陡峭的基座密度分布的形成中的主导因素。这种梯度密度的增长受到基座等离子体向刮除层的径向振荡离子流出的限制。
2022-06-07 physics.plasm-ph
A variational atomic model of plasma accounting for ion radial correlations and electronic structure of ions (VAMPIRES)
我们提出了一个离子-电子等离子体（或核-电子等离子体）模型，该模型考虑了原子核周围的电子结构（即离子结构）以及离子-离子相关性。模型方程是通过近似自由能泛函的极小化得到的，并证明了模型满足维里定理。该模型的主要假设是：1）原子核被视为经典的不可区分的粒子; 2）电子密度被视为均匀背景和围绕每个原子核的球对称分布（等离子体中的离子系统）的叠加; 3）使用团簇展开（非重叠离子）来逼近自由能; 4）通过近似积分方程来模拟产生的离子流体。在本文中，该模型仅在其平均原子版本中描述。
2022-11-16 physics.plasm-ph
Targeting Cholangiocarcinoma Cells By Cold Piezoelectric Plasmas: In Vitro Efficacy And Cellular Mechanisms
本研究探究冷压电压等离子体（CPP）的两种放电模式对胆管癌的体外疗效，发现其通过引发细胞骨架重塑、激活DNA损伤通路诱导癌细胞死亡，是有潜力的抗肿瘤疗法。
2024-12-12 physics.plasm-ph
Observation of Radially Inward Turbulent Particle Flux in ETG dominated Plasma of LVPD
在大体积等离子体装置（LVPD）靶区，观测到径向向内的湍流粒子流。该区域满足ETG湍流的条件，即阈值条件$ η_e = L_{n_e} / L_{T_e} > 2/3 $，其中密度标度长度$ L_{n_e} \sim 300 cm $和温度标度长度$ L_{T_e} \sim 50cm $ [S.K. Mattoo等人，物理学评论快报，108，255007（2012）\cite{Mattoo_PRL} ]。虽然测量的湍流的性质是电磁的（$β\approx 0.6 $），但测量的通量主要是静电的（$Γ_{es} \approx 10^{5} Γ_{em}$）。湍流已被建立作为电子温度梯度（ETG）驱动模式的结果。密度（$ n_e $）和电位（$ϕ$）波动之间的相位角，$ θ_{\tilde{n}_e, \tildeϕ} $和静电粒子通量，$ Γ_{es} $的实验观测表明与ETG湍流相应的理论估计值吻合得很好。
2017-09-13 physics.plasm-ph
Density and potential wake past an insulating obstacle in a partially magnetized flowing plasma
本文研究了圆柱形腔体中热阴极灯丝产生的部分磁化等离子体流中绝缘圆盘障碍物周围等离子体势和密度的径向特性。在没有障碍物的情况下，观察到中央尖锐的最小值的潜力和最大值的等离子体密度;然而，当一个宏观的障碍物被引入等离子体流，一个清晰的径向偏离中心的最小值的等离子体电位被观察到具有等离子体密度峰值附近的障碍物的边缘。障碍物周围的电势深度取决于轴向磁场强度。等离子体流中的这种偏心径向电势分布引起离子在障碍物边缘周围的聚焦。实验发现，正离子的漂移速度与磁场强度和轴向正离子流速度直接相关。基于短路效应的唯象模型被用来解释尾流区等离子体的密度和电势。
2019-09-19 physics.plasm-ph
On-surface potential and radial electric field variations in electron root stellarator plasmas
在目前的工作中，我们报告最近的径向电场测量进行了多普勒反射系统的TJ-II仿星器。研究的重点是，在某些条件下，径向电场测量在同一通量表面上的不同点显示出显着不同的值。进行了数值分析，考虑$Φ_1$作为一个可能的校正项的总径向电场的径向依赖性所产生的贡献。这里$Φ_1$是表面上的新古典静电势变化。比较表明，在某些方面，如条件下，这种修正是大的（电子根条件）或可忽略不计（离子根条件），良好的协议。但它在其他方面不同意，比如修正的迹象。的结果进行了讨论，连同这种部分分歧的根本原因。此外，最近在Wendelstein 7-X（W7-X）安装的双多普勒反射计系统的激励下，考虑到核心电子根等离子体（CERC）等离子体，W7-X的$Φ_1$估计重新审视其第一次实验活动。模拟结果表明，电子根条件下的$Φ_1$值比离子根条件下的大。从动力学电子响应的贡献被证明是在某些半径变得重要。所有这些导致潜在的变化大小明显大于我们以前在W7-X \cite{Regana_nf_57_056004_2017}中对其他等离子体参数和另一种配置的工作中估计的。
2018-04-27 physics.plasm-ph
Flexible plasma multi-jet source operated in radial discharge configuration
根据最近的一项研究，描述了一个灵活的等离子体源在平面几何形状，冷大气等离子体射流（CAPJ）矩阵的性能从一个软圆柱表面在露天放射状发出。该等离子体装置具有12 cm的长度和5.4 cm的外径，该等离子体装置具有在其侧表面中产生的一组小出口。介质阻挡放电（DBD）维持等离子体射流产生在两个同轴电极之间流动的氦气中，这两个同轴电极由绝缘带和由聚合物泡沫制成的圆柱形壁隔开。两种操作模式被认为是：在相同的轴向位置（刷模式）和在恒定的方位角（梳状模式）的三个对齐的CAPJ的四个等距的CAPJ。所有的放电，激发15千赫-交流电压在3.8千伏的振幅，导致在均匀的长度和强度的射流。消耗的放电功率在0.1和1 W之间已估计从电流-电压测量。光学发射光谱（OES）表明，在DBD的活性区和射流余辉区的羟基，氮分子和氦原子的优势。CAPJ的这种新设计预期用于处理中空和精细部件的内表面以用于活化或愈合目的的有前景的应用。
2021-08-29 physics.plasm-ph
Effects of collisional ion orbit loss on neoclassical tokamak radial electric fields
在托卡马克边缘等离子体中，离子轨道损失对于产生径向向内电场$E_r$是重要的。特别是，这种效果是强调在偏转托卡马克与磁X点。在新古典平衡中，库仑碰撞可以将离子散射到损失轨道上并产生径向向外的电流，该电流在稳态下由来自粘性的径向向内的电流平衡。为了定量测量这种损失轨道电流在边缘基座，离子轨道通量诊断已实施的轴对称版本的gyrokinetic粒子在细胞代码XGC。作为这种诊断的第一个应用，一个新经典的DIII-D H模式等离子体研究使用回旋离子和绝热电子。通过研究堆芯中$E_r$的碰撞弛豫，证明了诊断的有效性。在此演示之后，在准稳态的边缘基座的损失轨道电流的数值测量。在这种等离子体中，发现来自$E_r$的离子上的径向电力近似地平衡边缘基座中的离子径向压力梯度，来自等离子体流项的径向力是次要分量。轨道损失对$E_r$的影响很小。离子轨道损失将如何影响全电流ITER等离子体基座中的$E_r$，作为后续的研究课题。
2021-12-02 physics.plasm-ph
Radial structure of vorticity in the plasma boundary of ISTTOK tokamak
首次在托卡马克ISTTOK装置上对聚变装置中的涡量和涡量通量进行了实验测量。这是一个重要的成就，因为涡量在等离子体和流体中的能量和粒子的传输中起着关键作用。测量进行了专门设计的朗缪尔探针阵列在等离子体边缘的小型托卡马克ISTTOK。本文提出的实验结果，允许第一次与理论模型的直接比较，表明在托卡马克等离子体边缘区域的剪切流的涡通量饲料。涡量的概率分布函数呈现出典型的非平衡过程的q-高斯形状的胖尾。几个参数的概率分布函数中的自相似性，包括涡度和涡度通量，观察到的相干结构在等离子体边界区域没有形态学上的变化，并在雷诺应力，涡度和涡度通量的波动遵循一个普遍的形状。
2018-07-04 physics.plasm-ph
Observation of oscillatory radial electric field relaxation in a helical plasma
测量了非轴对称磁约束等离子体中带状静电势扰动的弛豫。在TJ-II仿星器中注入低温氢丸引起等离子体平衡的突然扰动，观察到静电势的阻尼振荡。弛豫的波形与非轴对称磁几何中带状势弛豫的理论计算一致。磁约束结构的湍流输运特性取决于纬向流的无碰撞阻尼特性，本文是首次直接观察到这一特性。
2016-09-01 physics.plasm-ph
Effects of collisional ion orbit loss on tokamak radial electric field and toroidal rotation in an L-mode plasma
本文利用XGC模拟研究DIII-D L模等离子体中碰撞离子轨道损失，发现其使边缘径向电场向负方向移动，并驱动共电流方向的边缘环向旋转。
2023-03-28 physics.plasm-ph
The role of second-order radial density gradient for helicon power absorption
为了揭示螺旋放电过程中高电离效率的神秘和仍然有争议的机制，这项工作特别侧重于二阶导数在径向密度分布中的作用，包括解析和数值计算。发现：（i）在从天线到等离子体的谐振功率吸收中起关键作用的径向局部势阱在二阶导数为零的地方局部化，（ii）对于正的二阶导数，功率吸收增加，对于负的二阶导数，功率吸收减小，并且在二阶导数变为零的地方最大化，（3）当二阶导数消失的径向位置向外移动时，等离子体中心附近的功率吸收减小，等离子体边缘附近的功率吸收增大，这也是Trivelpiece-Gould模压倒螺旋模的过程。这些发现对于需要一定功率分布或热流配置的螺旋等离子体应用是非常有趣的。G.材料处理，这可以通过调整二阶径向密度梯度的轮廓和过零位置来控制。
2019-03-12 physics.plasm-ph
Edge Radial Electric Field in Positive and Negative Triangularity Plasmas in the TCV Tokamak
首次测量TCV托卡马克负三角形变等离子体边缘径向电场，发现NT中等离子体$E_r$阱及$E_r \times B$剪切强于正三角形变，与其性能提升相关。
2025-07-11 physics.plasm-ph
Ion dynamics driven by a strongly nonlinear plasma wake
在等离子体尾场加速器中，等离子体中激发的波最终会破碎，并留下缓慢变化的场和电流，这些场和电流会扰动离子密度背景。我们研究这个过程中使用的FACET实验中的波是由一个径向约束等离子体中的气泡制度的电子束团激发的例子数值。四种物理效应构成离子动力学的基础：（1）驱动器和波的场将离子向轴吸引，导致密度峰的形成，（2）随着密度峰的衰减产生离子声孤子，（3）波破碎后正等离子体充电，导致一些离子在径向方向上加速，以及（4）由在波破碎期间产生的电流引起的等离子体箍缩。这些效应的相互作用导致形成各种径向密度分布，这是难以以任何其他方式产生的
2021-09-27 physics.plasm-ph
A non-linear theory for the bubble regime of plasma wake fields in tailored plasma channels
我们介绍了第一个完整的解析气泡和吹出模型的径向非均匀等离子体在准静态近似。对于这两种情况，我们计算了加速场和聚焦场。在我们的模型中，我们还假设了一个薄的电子层，周围的尾场和计算的字段配置内。我们的理论适用于任意的径向密度分布，并减少到已知的模型中的均匀等离子体的限制。根据先前对具有用于气泡状态中的激光驱动电子加速的平滑边界的中空等离子体通道的研究，我们知道煎饼状激光脉冲导致最高的电子能量[Pukhov等人，PRL 113，245003（2014）]。如图所示，气泡场可以通过改变深通道内的等离子体密度分布来调节，以平衡激光耗尽和退相长度。现在我们来说明为什么通道真空部分的径向场会散焦。
2015-10-30 physics.plasm-ph
Effect of radial pressure corrugations and profile shearing on turbulence in Fusion plasmas
本文研究聚变等离子体台基区中精细尺度径向压强波纹对ETG湍流的影响，发现波纹使ETG模分裂为三个本征值，并通过与局域压强梯度成正比的剖面剪切打碎湍流涡旋、降低输运，提出这是一种普遍的湍流饱和机制。
2025-07-21 physics.plasm-ph
Impurity effects on residual zonal flow in deuterium (D)-tritium (T) plasmas
在氘氚等离子体中，杂质对残余带状流有显著影响，当杂质的回旋半径大于（小于）主离子的回旋半径时，中尺度（俘获离子径向宽度$ρ_{bi}$和俘获电子径向宽度$ρ_{be}$之间的径向波长）残余ZF能级增加由于JET和ITER中存在具有容许浓度的各种杂质，即使对于痕量钨（W），也是如此。对于短尺度（与$ρ_{be}$相当的径向波长）区域，残余ZF水平被大多数杂质增加。在有效同位素质量较重的D-T等离子体中，非痕量杂质的存在减弱了中间残留ZF的增强趋势，而痕量W的存在对中间残留ZF的增强趋势没有影响。这些结果表明，杂质的存在可以修改剩余的ZF，并可能进一步影响ZF调节湍流以及相关的异常输运和磁聚变等离子体中的约束。潜在的相关性，我们的研究结果的实验观察和模拟结果进行了讨论。
2017-08-15 physics.plasm-ph
The ion acoustic instability of the rotating cylindrical helicon discharge plasma
考虑圆柱形几何形状以及螺旋波和等离子体的径向不均匀性，建立了由圆柱对称（方位角模数m=0）螺旋波产生的圆柱形等离子体的动力学理论。该理论揭示了由螺旋电场的径向不均匀性引起的具有径向不均匀角速度的电子的方位角稳定旋转的宏观效应。结果表明，这种剪切旋转以及电子密度和温度的不均匀性是导致非均匀圆柱形等离子体高频离子声不稳定性的主要原因。这种不稳定性在空间上局限于螺旋波电场和等离子体密度的强梯度的区域中，其中它比由螺旋波中的电子相对于离子的振荡运动驱动的参数不稳定性更强。
2022-02-06 physics.plasm-ph
Positive Ion Impediment by short-circuiting effect in a magnetized plasma column
研究了热阴极灯丝产生的部分磁化等离子体柱的径向特性。研究发现，在无磁场的情况下，等离子体的电势和密度的变化类似于玻尔兹曼分布。然而，随着磁场增加，随着等离子体密度在中心变得更加明显，而在等离子体电势中观察到相应的最小值，可以看到明显的发散;因此限制了正离子朝向接地侧壁的径向扩散。基于短路效应的现象学模型的开发，公平地解释了这种对比的行为。
2018-10-24 physics.plasm-ph
Survey of the Edge Radial Electric Field in L-mode TCV Plasmas using Doppler Backscattering
本文利用新安装在TCV上的多普勒背向散射诊断，验证其测量可靠性，并系统研究了L模等离子体边界径向电场平衡流的径向结构及其对密度、加热和磁位形的依赖。
2025-04-08 physics.plasm-ph
Influence of the Radial Electric Field on the Shearless Transport Barriers in Tokamaks
在托卡马克中，通过修改等离子体电流分布产生的内部输运势垒减少了粒子输运并改善了等离子体约束。内部输运势垒的触发及其对等离子体轮廓的依赖性是一个关键的非线性动力学问题仍在研究中。我们认为发病的无剪切不变曲线等离子体内部创建内部传输障碍。本文用一个不可积的漂移动力学模型来描述漂移波驱动下的粒子输运，并研究托卡马克中的无剪切势垒起始。我们发现，对于目前观察到的等离子体轮廓的无剪切粒子传输势垒可以触发适当修改的电场配置文件和非共振模式的影响，在障碍发病。特别是，我们表明，一个破碎的障碍，可以通过增强非共振模式恢复。
2018-10-11 physics.plasm-ph
Large tangential electric fields in plasmas close to temperature screening
低碰撞性仿星器等离子体通常显示出一个大的负径向电场，由于其高电荷数，预计会导致杂质的积累。在本文中，两个组合的影响，可能会改变这种情况进行了讨论。首先，它表明，在低碰撞性等离子体中，电子对径向电场的动力学贡献可以使其为负但很小，使等离子体接近杂质温度屏蔽（即，到离子温度梯度是杂质传输的主要驱动力并导致向外通量的情况）;在碰撞性非常低的等离子体中，例如显示杂质空穴的大螺旋装置的等离子体中，实际上可能发生屏蔽。第二，与通量表面相切的电场的分量（换句话说，通量表面上的静电势的变化）尽管小于径向分量，但最近已被建议为径向杂质传输的附加相关驱动。这里，解释了，特别是当径向电场小时，切向磁漂移必须被保持以便正确地计算切向电场，其可以大于先前预期的。这可能对杂质传输产生强烈影响，正如我们使用新开发的代码KNOSOS（KiNetic Orbit-averaging-Solver for Stellarators）通过模拟所示。
2017-12-11 physics.plasm-ph
Collision of two radial rarefaction waves in unmagnetized ambient plasma: effects of the ambient plasma density
University of Bordeaux, CELIA, CNRS, CEA（波尔多大学）；Linköping University（林雪平大学）；Sorbonne University, École Polytechnique Paris（索邦大学，巴黎综合理工学院）；CEA CESTA（法国原子能和替代能源委员会瑟斯塔中心）
研究了两种径向稀疏波在非磁化环境等离子体中的碰撞，发现环境等离子体密度影响离子堆积和反向激波形成。
2026-09-09 physics.plasm-ph
Characterization of mesoscopic turbulent transport events with long-radial-range correlation in DIII-D H-mode plasmas
本文通过DIII-D碰撞率扫描、多普勒背向散射测量与CGYRO模拟，表征高碰撞率H模中由ETG模驱动且受E_r×B剪切影响的LRRC湍流输运事件，并解释能量约束退化。
2023-02-28 physics.plasm-ph
Radial electric field and density fluctuations measured by Doppler reflectometry during the post-pellet enhanced confinement phase in W7-X
Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）
本研究通过多普勒反射仪测量了W7-X装置后弹丸增强约束相中的等离子体径向电场和密度波动，发现径向电场凹陷与等离子体参数相关，并通过模拟揭示了等离子体剖面演变和径向电场对湍流稳定的作用。
2025-12-17 physics.plasm-ph
Shear Flow Stabilization of a z-Pinch Plasma in the Presence of a Radial Temperature Gradient
本文将前人关于恒温磁化等离子体的涡量剪切流稳定化的研究推广到非恒温等离子体，在非恒温等离子体中，当存在热源或热汇时，热磁能斯特效应变得重要。特别感兴趣的是这种效果对稳定的线性z箍缩放电的精确解。对于亚音速剪切流不稳定的解，如果流动是超音速的，就变得稳定了.
2010-01-12 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Influence of magnetic field on plasma parameters and thin film deposition along axial and radial distances in DC magnetron
测量了磁控管的磁场（B）分布，并讨论了其对等离子体参数和沉积速率的影响。等离子体参数，如电子温度（Te），电子数密度（ne）估计使用电子通量（EF）和电子能量分布函数（EEDF）的方法作为从阴极的轴向，径向距离的函数。Te和ne随离阴极轴向和径向距离的增加而减小。在测量上述等离子体参数的相同位置处获得了Dr，并发现与Te和ne相似的轮廓。利用COMSOL Multiphysics软件对磁控管结构进行了模拟，并与实验测量的结构进行了比较。进一步，利用测得的B通过粒子在胞内-蒙特卡罗碰撞模拟了密度分布，发现模拟结果与实验结果吻合较好。
2017-04-21 physics.ins-det physics.plasm-ph
Response of narrow cylindrical plasmas to dense charged particle beams
本文采用线性理论和数值模拟相结合的方法，研究了在较宽的等离子体密度范围内，径向轴对称等离子体对相对论带电粒子束的响应。我们提出了在稠密等离子体中产生的磁场的解析表达式，证明了尾场电位的消失以外的最外层等离子体电子的轨迹，并遵循尾场电位的变化，随着等离子体密度的降低。在高等离子体密度下，电子密度和径向电场的波前由于束流电荷和电流中和而发生畸变，而尾场电势和纵向电场的波前则没有畸变。在等离子体密度低于或束密度的顺序，多个电子流的发展等离子体内外，导致在非零的尾场电位等离子体柱周围。
2018-04-28 physics.plasm-ph
Study of multicomponent plasma parameters in the pulsed reflex discharge
研究了中等功率（W \leq 10 MW）脉冲反射放电中密度为10 ^13 - 10 ^14 cm ^-3的多组分气体-金属等离子体的参数。测定了等离子体密度随时间的动态变化、等离子体的质量元组成、等离子体中电子密度的径向分布、n_p \geq n_crit等离子体层的旋转速度和旋转频率、径向电场强度以及放电中等离子体密度衰减阶段的复合因子。对血浆颗粒分离因子进行了评价。
2010-12-21 physics.plasm-ph
Effect of density changes on tokamak plasma confinement
在托卡马克等离子体放电过程中，粒子密度的变化（通过喷气、小球或杂质播种）产生径向电流，并隐含着可以改变约束状态的扭矩和旋转。电离后，新生的离子将朝着周期性的新古典轨道（捕获或循环）演化，但它们的第一部分漂移，先于周期性，是一个有效的径向电流。它是短的，空间有限的，并且对于每个新离子是唯一的，但是乘以电离率，它可以产生相当大的总径向电流。相关联的扭矩引起旋转，从而改变输送过程。本文用简单物理图象分析、数值模型和新经典漂移动力学处理三种方法导出了电离引起的径向电流的大小。这三种方法的结果是一致的，并表明电流确实可以很大。许多著名的实验观察可以在这个角度下重新考虑。在反应堆级等离子体中，约束可以受到足够的粒子燃料的强烈影响。
2015-07-10 physics.plasm-ph
Full-$f$ gyrokinetic simulation of turbulence in a helical open-field-line plasma
采用静电五维回旋动力学连续介质模拟方法，研究了全坏曲率螺旋平板几何条件下，螺旋开场线等离子体中曲率驱动的湍流。在模型中使用了国家球形环实验刮除层等离子体的参数。等离子体斑点的形成和对流径向运输的观察，它表明，径向粒子运输水平是几倍高于扩散玻姆运输估计。通过减小极向磁场的强度，观察到偏滤器板的热通量的轮廓变宽。
2018-10-22 physics.plasm-ph
Observation of Long-Radial-Range-Correlation in Turbulence in High-Collisionality High-Confinement Fusion Plasmas
研究在DIII-D高碰撞率H模等离子体中首次实验观测到长径向范围关联湍流及类流输运，揭示平均剪切流对其形成、传播与能量约束退化的调控作用。
2023-02-15 nlin.AO physics.plasm-ph
Effects of the parallel acceleration on heavy impurity transport in turbulent tokamak plasmas
发现并分析了湍流托卡马克等离子体中重杂质动力学的一个特定过程。我们发现，平行的随机加速度是强烈耦合到垂直运输，并产生一个径向收缩速度。相互作用产生的隐藏漂移，准相干的组成部分的运动，包括一对平均径向速度在相反的方向。平行加速度打破了这种对称性，并产生径向平均速度，可以是向内或向外的方向。在试验粒子模型的框架下，利用数值模拟方法分析了钨离子在三维湍流中的输运。结果表明，在现代托卡马克装置和ITER中，加速度诱导箍缩对W杂质的输运可能是重要的。
2020-08-25 physics.plasm-ph
A new indirect measurement method of the electron temperature for the Protosphera's pinch plasma
本研究针对Protosphera螺旋箍缩等离子体的电子温度测量问题，提出结合一维MHD平衡与零维功率平衡自洽建模的间接估算方法，开发MATLAB代码实现计算，数值结果与实验数据吻合良好。
2023-04-02 physics.plasm-ph
Radial equilibrium of relativistic particle bunches in plasma wakefield accelerators
在等离子体尾场加速器的线性或弱非线性区域中，驱动粒子束很快与尾场达到径向平衡，这是第一次详细描述。结合解析关系、数值积分和第一性原理模拟，得到了平衡束流状态和自洽尾流场。在平衡态中，束流密度在轴附近强烈地达到峰值，束流半径沿着束流是恒定的，并且聚焦强度的纵向变化通过改变束流发射度来平衡。束粒子的横向动量分布依赖于观测半径，既不是可分的，也不是高斯分布。
2016-11-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
QUARZ: a quasi-static particle-in-cell code with non-uniform radial grids for plasma wakefields
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）
QUARZ是首个等离子体物理领域生产级零接触模拟代码，为圆柱几何束流驱动等离子体尾场开发了带非均匀径向网格的准静态粒子-in-细胞方案，模拟AWAKE质子束自调制结果与HiPACE++一致。
2026-10-14 physics.plasm-ph
Full orbit simulations of collisional impurity transport in spherical tokamak plasmas with strongly-sheared electric fields
利用试验粒子全轨道模拟程序，研究了强剪切径向电场作用下球形托卡马克等离子体中试验杂质离子的碰撞动力学。剪切的强度使得标准的漂移顺序不再能够被假定，并且需要全轨道方法。径向电场剪切对新古典粒子输运的影响是量化的测试粒子的质量和电荷数和电场参数的范围。它示出的剪切电场的效果是提高约束的杂质物种以上的水平观察到的情况下，这样的字段。这种效应可以用碰撞拖曳力漂移来解释，它与粒子电荷数成正比，但与粒子质量无关。这种漂移作用向内的负径向电场和向外的正字段，这意味着强烈增强的约束的高度电离的杂质离子在一个负的径向电场的存在。
2011-06-10 physics.plasm-ph
Shaping the edge radial electric field to create shearless transport barriers in tokamaks
本文通过ExB漂移模型研究托卡马克边缘径向电场分布对创建无剪切输运垒的影响，发现增加势阱深度或势丘高度可增强STB抗涨落能力，从而实现改善的约束模式。
2023-06-02 physics.plasm-ph
Plasma turbulence measured by fast sweep reflectometry on TORE SUPRA
传统上致力于电子密度轮廓测量，我们表明，快速扫频反射技术可以带来有价值的和创新的测量等离子体湍流。虽然快速扫频技术是传统上致力于电子密度径向轮廓测量，我们在本文中展示了如何处理的反射信号的波动恢复等离子体密度波动测量具有高的空间和时间分辨率。与磁流体动力学（MHD）活动相关的大尺寸湍流和相关的磁岛可以被检测到。微湍流的径向轮廓，这是负责等离子体的异常输运过程，实验确定通过反射相位信号的波动。
2004-10-22 physics.plasm-ph
Radial profile of the polytropic index of solar wind plasma in the heliosphere
我们结合了不同的测量在日光层中的质子等离子体的多变指数：i）近绝热指数在内部日光层~ 1 AU，ii）次绝热指数在外部日光层~20- 40 AU，和iii）近零指数在内部日光鞘。这些观测结果被一个单一的理论模型统一起来，该模型的多变指数贯穿其在日光层的径向范围;相应的拟合揭示了多变指数随着日心距离R的增加而减小的趋势。我们预计，随着R的增加，（i）的德拜长度和平均自由程减小;（ii）朗道阻尼是不太有效的，因此，较少的波能量转移到粒子;和（iii）碰撞程度增加，这表明内日鞘中的质子等离子体可能是无碰撞的。
2020-12-29 physics.plasm-ph physics.space-ph
Numerical turbulence simulations of intermittent fluctuations in the scrape-off layer of magnetized plasmas
通过简化流体模型的数值湍流模拟，研究了磁约束等离子体边界的间歇性起伏，该模型描述了等离子体密度和电漂移涡在垂直于磁场的二维平面内的演化.两种不同的情况下被认为是，一个描述电阻漂移波的边缘区域和另一个只包括由于不利的磁场曲率的交换不稳定性在刮除层。通过单点记录获得的长数据时间序列的分析进行比较，描述的等离子体波动作为一个叠加的不相关的脉冲的随机模型的预测。对于这两种情况下的调查，径向颗粒密度分布在刮落层是指数与径向恒定的尺度长度。在远刮除层中的粒子密度波动的概率密度函数具有指数尾。斑点状结构的径向运动导致大振幅的爆发，峰值振幅和它们之间的等待时间呈指数分布。平均爆发形状是很好地描述了一个双边指数函数。粒子密度的频率功率谱密度仅仅是平均爆发形状的频率功率谱密度，并且对于刮除层中的所有径向位置是相同的。从数值模拟中得到的涨落统计与最近的磁约束等离子体的实验测量结果非常一致。统计框架定义了一个新的边界湍流模拟验证度量。
2021-02-15 physics.plasm-ph
Experimental observation and computational modeling of radial Weibel instability in high intensity laser-plasma interactions
当相对论强度的激光与固体密度靶表面相互作用时，超热电子流在穿过体靶的热布居时受到韦伯不稳定性的抑制。我们目前的时间分辨阴影的径向电离前沿膨胀和韦伯不稳定性的扩展内的一个薄的，亚微米，片发起的短脉冲，高强度激光照射。高的时间（100 fs）和空间（1 $μ$ m）分辨率的相互作用的阴影揭示了相对论膨胀的电离前在120 $μ$ m直径区域周围的激光靶相互作用，证实了模拟扩展在$0.77c$，其中$c$是光速。在补丁内的丝状持续几个皮秒和种子的最终重组和加热动力学的纳秒时间尺度。粒子在细胞模拟进行阐明电子动力学导致的临界表面的径向膨胀。计算结果表明，电离膨胀是由于场电离的膨胀热电子人口。膨胀内的丝状化是由于存在的磁场支持的韦伯不稳定性。
2019-10-28 physics.plasm-ph
Axial-radial plasma transport and performance of a plasma thruster magnetic nozzle under Bohm's anomalous diffusion scaling
本研究采用全动力学PIC模型，结合玻姆型反常扩散标度研究低功率RF等离子体推力器磁喷嘴的输运与性能，发现玻姆系数临界转变区间，明确反常扩散对推力、效率等的影响，提升了与实验的吻合度。
2025-03-25 physics.plasm-ph
