建立了束-等离子体系统的物理模型,推导出电子束在均匀非磁化等离子体中的聚焦传输条件,根据聚焦传输理论确定一组工作参数,并运用Vsim等软件对该模型进行粒子模拟分析,分别得出此时电子束在等离子体通道中的聚焦传输轨迹、电磁场分布以及THz辐射情况,此时电子束几乎完全排开等离子体电子并形成离子通道。结果表明,理论分析与模拟相符合,初步论证了电子束密度可达1012/cm3,输出等离子体密度可达约1012/cm3,等离子体温度可达10 eV的束-等离子体实验系统的科学性和可行性,为首次开展新型综合性等离子体实验课程奠定了基础。 等离子体实验系统结构如图１所示，离子体实验系统研究-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机折弯机典型的束－等离子体实验装置包括电子束源、等离子体电子枪、真空系统、冷却系统、磁场系统、诊断系统。电子束由电子枪产生，等离子体由电弧放电产生，二者通过圆柱形不锈钢腔室输运，在垂直方向相互作用，其中电子束和等离子体的密度均在１０６／ｃｍ３～１０１２／ｃｍ３之间。常用气体为氩气、氦气、氮气等，根据输入气流类型，可以实现多种等离子体的产生。通图１束－本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/等离子实验系统示意图过调节磁感应强度的大小（０～０．２Ｔ）能有效地调节等离子体的聚焦半径，改变等离子体的密度；由机械泵，罗茨泵组成的真空系统可以实现最低０．０１Ｐａ的真空度。冷却系统主要用于调控电子束源、等离子体源以及腔室内部靶件的温度。在腔体的四周空间布满若干对称的窗口，可配置朗缪尔探针诊断、发射光谱诊断、汤姆逊散射诊断等设备，用以获取等离子体的温度、密度等参数［８］。在实际工作过程中，等离子体密度和温度的数值取决于输入功率、输入气体量和磁场强度，因此理论上认为等离子体的温度和密度值在一定范围内为线性可调。２束－等离子体通道理论模型模型如图２所示，假设均匀电子注半径为ｒｂ、密度为ｎｂ，以速度ｖ垂直射入密度为ｎｐ的均匀非磁化等离子体中，假定在本文研究的时间尺度内，等离子体内部气体电离完成，中性离子为相对静止的暂态粒子群，则有ｎｐ＝ｎｉ＝ｎｅ，其中ｎｉ和ｎｅ分别为等离子离子和等离子电子的密度。等离子体通道的半径大小取决于电子束的密度和等离子体密度的相对值。若等离子体图２束－等离子体互作用模型通道已经形成，则通道最外层电子处的径离子体实验系统研究-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站网站 转载中国知网整理!   http://www.dapenggunhuji.com/