大气压非热平衡等离子体射流电子能谱的演化及机理研究

发布时间：2021-08-24 12:47

　　大气压非热平衡等离子体射流由于可产生多种活性粒子、对环境友好、设备简单以及经济等优点,在生物医学、材料加工与制备以及环境保护等领域已显示了广泛的应用前景。大气压非热平衡等离子体射流在生物医学上的应用,例如进行杀菌、促进伤口愈合以及癌症治疗等,是通过等离子体中的活性粒子影响原核细胞和真核细胞来实现。电子是等离子体射流中的重要粒子,非单能而具有谱分布。研究表明,通过提高等离子体中的电子数密度以及电子能量,可获得更多的活性粒子,能够使活性粒子更深地渗透到细胞表面的液体层中。因此,研究等离子体射流中电子能量谱分布（电子能谱）的演化及参数效应,对于深入理解射流的传播及其机理,对于研究射流在生物医学应用中活性离子的传质以及活性离子对生物细胞的协同作用,均有重要的意义。本文建立一个大气压非热平衡等离子体射流空间一维和速度三维（1D3v）的基于蒙特卡罗方法的粒子模拟（PIC-MCC）模型。使用建立的模型,对针-板型电极结构的大气压非热平衡等离子体射流电子能谱的演化、参数效应及相应的机制进行了系统的数值模拟研究。本文的研究工作,主要包含以下方面的内容和结果:1.详细描述了传统的一维PIC-MCC方法。在... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１第一个Ｎ－ＡＰＰＪ的实验装置示意图??图１－１是第一个被报导的Ｎ－ＡＰＰ：［的实验装置示意图［３３］

?电源??图１－２几种Ｎ－ＡＰＰＪ装置的电极结构示意图??图１－２（３）是单环电极结构１＾＾？』装置的示意图［３９－４３］。该装置是由一个介质??管外部套一个环状单电极组成的。当在介质管中通入工作气体并在金属环电极上??施加高压后，可以在周围大气中产生Ｎ－ＡＰＰＪ。图ｌ－２（ｂ）是在（ａ）的基础上加了一??个环电极，如此一来，可以在其中一个环电极上施加髙电压

（ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄ?ｃｈａｒｇｅ?ｃｏｕｐｌｅｄ?ｄｉｖｉｃｅ）高速相机对Ｎ－ＡＰＰＪ的实验观察，发现等离子??体射流并非像肉眼看到的连续的整体，而是像“等离子体枪”一样从喷嘴里射出??“等离子体子弹”ｌｎ３］，如图１－３所示。２００６年，美国老道明大学的Ｌａｒｏｕｓｓｉ教授??与他的合作者、如今任教于我国华中科技大学的卢新培教授，同样用高速相机观??察到了这个现象，并且报导了等离子体子弹以高达到１０５ｍ／ｓ量级的速度在传播，??而工作气体的气流速度才１０?ｍ／ｓ的数量级［１１４］。他们对此尝试着给出了一个解释，??认为之所以在低电场下能产生如此高速的等离子体子弹，光致电离起到了非常重??要的作用［１１５＿１１７］。??１０??

【参考文献】：
期刊论文
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[8]等离子体射流及其医学应用[J]. 卢新培.  高电压技术. 2011(06)
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本文编号：3360017