等离子物理和应用

  　 等离子物理学专业成立于己于1974年，其目的是满足中国热核聚变等离子体物理领域专业人才的迫切需要。如今等离子体物理专业的研究领域已涵盖了高温聚变等离子体、低温等离子体物理和应用等方面。作为中国唯一的等离子物理专业，多年来它在等离子体物理及相关应用研究方面取得了很大成绩，业已成为一个杰出的科研和教学基地。自1981年起，已培养博士生16名，硕士生60名。现有教授6名，副教授10名。主要研究领域和研究装置有：

1. 高温聚变等离子体物理：托卡马克等离子体中的微湍流的刻划及控制、反常输运与微湍流的关系、高模约束的获得；等离子体与波相互作用；磁流体动力学不稳定性，等离子体经典输运。研究装置：KT-5C 托克马克装置。
2. 基础等离子体物理：气体放电等离子体的过程；等离子体中的非线性动力学现象；控制混沌；尘埃等离子体；高密度非中性等离子体。研究装置：1台等离子体稳态装置、1台电子束阱、1台磁化等离子体稳态装置（建造中）。
3. 低温等离子体应用：应用等离子体化学气相沉积合成金刚石、 金刚石及碳化硅膜的研制开发及机理研究；等离子体源的研制。研究装置：双阴极直流放电等离子体装置、1台ECR等离子体装置、1台微波表面波等离子装置。
4. 大功率工业应用等离子体：等离子体工业应用技术的开发、大功率等离子体炬和切割弧的研制开发。研究装置：1台5兆瓦等离子体炬及弧装置。

专业主任：刘万东副教授

等离子体物理理论组

教授：胡希伟、李定

副教授：陈银华、马锦秀、杨维宏

（1）等离子体动力论：经典与反常输运，湍动电场中粒子的扩散， 湍动场对双极扩散算子的影响；

（2）磁流体动力学（MHD）：撕裂模不稳定性，托马克锯齿振荡及大破裂，波加热、电流驱动和不稳定性控制；

（3）激光等离子体：激光等离子体相互作用中的参量过程：三体等离子体衰变不稳定性，四波散射；

（4）尘埃等离子体：边界静电鞘结构，非线性尘埃声波孤立子，电磁波与尘埃等离子体相互作用；

（5）非线性等离子体：等离子体中涡旋和相干结构。

1.X. W. Hu, “Three Wave Mixing and Four Wave Scattering Processes in Laser-Plasma Interraction”, Chin. Phys. Lett. 13, No.! (1996) 28;
2.X. W. Hu, “Triple Plasmon Decay of Electromagnetic Pump Wave”, Chin. Phys. Lett. 12, No.7 (1995) 404;
3. J. X. Ma and M. Y. Yu, “Langmuir wave instability in a dusty plasma”, Phys. Rev., E50, (1994) 2431;
4. J. X. Ma and M. Y. Yu, “Electrostatic sheath at the boundary of a dusty plasma”, Phys.Plasmas 2 (1995) 1343;
5. J. X. Ma and P. K. Shukla, “Compact dispersion relation for parametric instabilities of electromagnetic waves in dusty plasmas”, Phys. Plasmas, 2, (1995) 1506;
6.J.X.Ma,P.K.Shukla and M.Y.Yu, “Nonlinear dielectric function of a dusty plasma in the presence of electromagnetic fields”, Phys. Lett. A198, (1995) 357;
7.Chen Yinhua, “Shear Alfven vortices in a current-carring low-temperature plasma”, Phys. Rev. E49 (1995) 3335;
8.Chen Yinhua, “Exact ion acorestic solitary waves in an impurity-containing magnetiged plasma”, Phys. Plasmas, 1 (1994) 1868;
9.Chen Yinhua, “Coherent structure in a cylindrically-bounded magnetized dusty plasma”, Phys. Lett., A185 (1994) 495;
10. Chen Yinhua, “Fully nonlinear dust acoustic solitary waves in a impurity-containing magnetized plasma”, Phys. Scripta, 50 (1994) 298.

等离子体物理实验组

教授：闻一之、项志遴、俞昌旋、朱士尧

副教授：刘万东、曹金祥、万树得、刘金英、赵淑君、郑坚

（1）聚变等离子体：托马克中静电和电磁湍流，湍流控制及高模约束；离子回旋频率波与等离子体非线性相互作用；

（2）非线性等离子体：等离子体非线性动力学现象，等离子体相干结构，混沌及控制混沌，等离子体湍流；速度空间输运；

（3）非中性等离子体：电子束潘宁阱位形，高密度非中性等离子体；

（4）等离子体诊断：发展等离子体诊断技术。

KT-5C 托克马克装置：

近期发表论文：

1.H. Gao, K. Zhai, Y. Z. Wen, et al., “Modifications of plasma edge electric field and confinement properties by limiter biasing on the KT-5C tokamak”, J. Plasma Physics, 54 (1995) 3, 393;
2.Y. H. Xu, W. D. Liu, C. X. Yu, et al., “Elecrtostatic fluctuations and related transport in the edge and core plasma of the keda takamak-5c”, Phys.Plasmas 3 (1996) 1022;
3.L.Zeng,C.X.Yu et al, “A new way to achieve the H mode, and skin size electromagnetic turbulence and transport in the HT-6M limiter tokamak”, Plasma Physics and Controlled Fusion Research (International Atomic Energy Agency, Vienna,1995) Vol.1,(1994) 249;
4.W.D.Liu,et al, “A Phase Contrast Imaging System for KT-5C Tokamak”,to be published in J. Fasion Eng,& Design (1997)
5. Y. Z. Wen and R. Bravenec, “High-Sensitivity, High-Resolution Radiated Power Measurements on TEXT-U”, Review of Scientific Instruments, 66 (1995) 1, 549, also presented at 10th Topical Conference on HTPD, Rochester, NY, USA, May 1994;
6.D.L. Feng,, C. X. Yu,W.X.Ding, et al.,”Type-I-like intermittent chaos multicomponent plasmas with negative ions”, Phys. Rev., E54 (1996) 2839 ;
7.W.X.Ding,C.X.Yu, et al , “Controlling chaos in a discharge plasma”, Phys.Rev. Lett., 72 (1994) 96;
8.W.Huang,W.X.Ding,C.X.Yu ,et al , “Estimation of a Lyapunar-exponenk Spectrum of plasma chaos”, Phys.Rev., E50 (1994) 1062;
9.W.D.Liu,et al , “Rapid global response of the electron temperature during pellet injection on core supra”, Nucl.Fusion, 34 (1994) 337;
10.W.X.Ding, et al , “Current self-osillations in alinear hot -cathod discharge plasma”, Phys.Lett., A222 (1996) 409;
11.K.Zhai,Y.Z.Wen ,et al, “Feedback control of the edge turbulence on KT-5C”, to be published in Phys.Rev. E (1997)

低温等离子体物理和应用组

教授：詹如娟、夏维东

副教授：万树得、王从容、杨维宏、朱晓东

（1）冷等离子体：等离子化学气相沉积合成功能材料薄膜（如金刚石），研究薄膜特性与等离子状态的关系，材料表面处理以增加材料硬度、抗腐蚀性、黏附力等，发展大面积均匀、高密度等离子体源；

（2）热等离子体：开发工业应用的大功率（3-5MW）等离子体炬。

1. R. J. Zhan, et al., “Synthesis of diamond films on stainless steel substrates”, Chinese Phys.Lett.,11 (1994) 181;
2. R. J. Zhan, et al., Jumps and Hysteresis Effects in CH₄-H₂ Plasma Discharges, Journal De Physique, Ⅲ5 (1995) 197;
3. R. J. Zhan, et al., “Influence of plasma density on nucleated density of diamond”, Journal of Natural Gas Chemistry, 4 (1995) 401.
4.Zhan Rujuan, Wang Cunyong Wen Xiaohui et al. "Study of ECR microwave plasma nitriding" 13th International Symposium on Plasma chemistry Vol. ll (1997)876.
5.Zhu Xiaodong, Hu Min,Zhan Rujuan, et al.,"Optical emission characterization during dlectron assisted chemical vapor deposition f diamond", 13th International Symposium on Plasma Chemistry Vol.lll (1997).
6. Zhan Rujuan, Jiang Xicheng, Yao Dongsheng, et al., "The profiles of sheath structure and plasma parameters during synthesis of diamond films", Nuclear Fusion and Plasma Physics, 16(1996) 60.

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