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教程概述 – 低温等离子体 (LTP)
美国能源部的普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 是一个等离子体和聚变科学合作国家中心。其主要任务是发展科学理解和关键创新，从而开发出有吸引力的聚变能源。相关任务包括在等离子体科学和技术的广阔前沿开展世界一流的研究，并提供最高质量的科学教育。
脉冲电感耦合等离子体的功率匹配
在等离子体处理中，功率输送与非线性负载的匹配是一项持续的挑战。微电子制造中使用的等离子体反应器越来越多地采用多频率和/或脉冲方式，从而产生非线性且在许多情况下非稳态的电气终端，这可能会使功率与等离子体的有效耦合变得复杂。对于脉冲电感耦合等离子体尤其如此，其中等离子体的阻抗在启动瞬态期间可能会发生显著变化，并经历 E – H（电容到电感）转换。在本文中，我们讨论了使用固定组件阻抗匹配网络对脉冲电感耦合等离子体（Ar/Cl 2 混合物，压力为数十毫托）进行功率匹配的动态计算研究的结果及其对等离子体特性的影响。在本次研究中，我们使用了设定点匹配，其中匹配网络的组件在脉冲周期的选定时间提供最佳阻抗匹配（相对于电源的特性阻抗）。在脉冲早期匹配阻抗使功率能够为 E 模式供电，从而强调电容耦合和等离子体电位的大偏移。这种早期功率耦合使等离子体密度能够更快地上升，而在脉冲后期的 H 模式中不匹配。早期匹配还会产生更多能量离子轰击表面。在脉冲后期匹配会降低 E 模式中耗散的功率，但代价是降低等离子体密度的增加速度。
太阳风和气体排出等离子中的电子基
1。引入等离子体中的电子速度分布函数（VDF）很少是麦克斯韦人。1,2完全离子的空间等离子体和弱离子的气体排放等离子体有几个原因。在第一种情况下，磁化电子通常部分限制在血浆产生的电场上，受到波粒相互作用和湍流，这些相互作用和湍流在带电颗粒之间的库仑相互作用上占主导地位。在第二种情况下，外部电场和中性等离子体物种的碰撞会在大多数低温有限的等离子体中产生特殊的非平衡条件。在本文中，我们讨论了在等离子体中形成弱耦合电子基的典型情况，并显示了电子动力学模拟的示例。
具有剪切流的磁化等离子体的精确混合动力学平衡
背景。以剪切流为特征的磁化等离子体存在于许多自然环境中，例如地球磁层顶和太阳风。所涉及等离子体的无碰撞性质需要动力学描述。当剪切层的宽度为离子尺度数量级时，可以采用混合 Vlasov-Maxwell 方法。目的。这项工作的目的是在混合 Vlasov-Maxwell 描述中推导出具有平面剪切流的磁化等离子体稳态配置的显式形式。考虑两种配置：第一种是相对于体积速度倾斜的均匀磁场，第二种是均匀幅度可变方向的磁场。方法。我们通过结合单粒子运动常数获得了稳态离子分布函数，这是通过研究粒子动力学得出的。考虑背景电磁场的局部近似，通过分析推导出关于分布函数形式的初步信息。然后建立了数值方法来获得一般分布的解。结果。我们确定了显式分布函数，使我们能够获得密度、体积速度、温度和热通量的分布。还评估了分布函数中的各向异性和无磁性。在均匀斜磁场情况下检查了数值模拟过程中解的平稳性。结论。这里考虑的配置可以用作开尔文-亥姆霍兹不稳定性模拟中地球磁层顶的模型。
利用螺旋等离子体开发直流加速器离子源
由于连续功率 (cw)、大电流加速器在各种应用中都是必需的，例如散裂中子源和加速器驱动的嬗变技术[1]，因此稳定、高密度等离子体源作为离子源变得越来越重要。开发能够以大电流、低发射率束流连续工作的离子源对这些高强度加速器来说是一个巨大的挑战。最近，通过满足这些要求，已经为大电流加速器开发了使用电子回旋共振 (ECR) 的微波离子源[2]。然而，这种源需要相对较强的磁场，这可能会增加发射率、尺寸和成本，以便为未来的应用开发更高电流密度和更大束流的源。螺旋模式产生了稳定的高密度等离子体，主要用于微电子等离子体处理[3]。注意到螺旋波可以在低频、低场、高密度范围内传播，螺旋等离子体源被提议作为连续波大电流、低发射率加速器的离子源[4]。为了证实螺旋等离子体的这些优良特性，构建了一个紧凑的高密度螺旋等离子体源，并研究了其特性。第二部分描述了螺旋等离子体源的实验装置和等离子体的特性。第三部分研究了螺旋等离子体的束流提取特性。通过实验和模拟，研究了在低于 5 kV 的低提取电压下，采用简单提取几何结构的束流特性。最后一节给出了结论。还提出了一种使用螺旋波的新型强流离子源设计。
电子在自磁性，高β，激光产生的等离子体的合并过程中
1。引言在太阳能和地球的磁层等离子体中观察到的充电颗粒（Lin＆Forbes 2000； Bhattacharjee 2004； Birn等2012; Fu等。2013; Chen等。2020）和实验室等离子体（Yamada等人1994; Hsu等。 2001; Fiksel等。 2009; Fox等。 2010; Yamasaki等。 2015; Tanabe等。 2017）经常与磁重新连接有关（Parker 1963; Priest＆Forbes 2000），这是改变磁场拓扑的过程，从而允许爆炸的储存磁能。 高能密度激光生产的等离子体中的磁重新连接已得到广泛研究（Nilson等人。 2006，2008; Li等。 2007; Dong等。 2012; Fiksel等。 2014; Rosenberg等。 2015 a，b; Fox等。 2020）和等离子体加热以及超热能电子的存在已被记录（Zhong等人。 2010，2016）。 尽管已经检测到高能电子，但其加速度的机制仍然很少了解。 此外，替代的贡献1994; Hsu等。2001; Fiksel等。 2009; Fox等。 2010; Yamasaki等。 2015; Tanabe等。 2017）经常与磁重新连接有关（Parker 1963; Priest＆Forbes 2000），这是改变磁场拓扑的过程，从而允许爆炸的储存磁能。 高能密度激光生产的等离子体中的磁重新连接已得到广泛研究（Nilson等人。 2006，2008; Li等。 2007; Dong等。 2012; Fiksel等。 2014; Rosenberg等。 2015 a，b; Fox等。 2020）和等离子体加热以及超热能电子的存在已被记录（Zhong等人。 2010，2016）。 尽管已经检测到高能电子，但其加速度的机制仍然很少了解。 此外，替代的贡献2001; Fiksel等。2009; Fox等。2010; Yamasaki等。2015; Tanabe等。2017）经常与磁重新连接有关（Parker 1963; Priest＆Forbes 2000），这是改变磁场拓扑的过程，从而允许爆炸的储存磁能。高能密度激光生产的等离子体中的磁重新连接已得到广泛研究（Nilson等人。2006，2008; Li等。 2007; Dong等。 2012; Fiksel等。 2014; Rosenberg等。 2015 a，b; Fox等。 2020）和等离子体加热以及超热能电子的存在已被记录（Zhong等人。 2010，2016）。 尽管已经检测到高能电子，但其加速度的机制仍然很少了解。 此外，替代的贡献2006，2008; Li等。2007; Dong等。 2012; Fiksel等。 2014; Rosenberg等。 2015 a，b; Fox等。 2020）和等离子体加热以及超热能电子的存在已被记录（Zhong等人。 2010，2016）。 尽管已经检测到高能电子，但其加速度的机制仍然很少了解。 此外，替代的贡献2007; Dong等。2012; Fiksel等。2014; Rosenberg等。2015 a，b; Fox等。2020）和等离子体加热以及超热能电子的存在已被记录（Zhong等人。2010，2016）。尽管已经检测到高能电子，但其加速度的机制仍然很少了解。此外，替代的贡献
低压电容耦合等离子体细胞内粒子建模
电容耦合等离子体 (CCP) 广泛用于半导体工业中的薄膜蚀刻和沉积。在许多应用中，CCP 在低压（平均自由程与间隙相当）下运行，其中动力学现象主导等离子体行为。尽管流体和混合等离子体模型是业内用于等离子体系统设计的主要建模工具，但分析这些低压 CCP 需要动力学技术。粒子在单元 (PIC) 是动力学等离子体建模最具吸引力的选择之一，因为它简单且准确。然而，PIC 模拟速度可能很慢，而且 PIC 可以解决的问题范围有限。本演讲概述了我们应用材料团队近年来进行的一些 PIC 建模。我们首先描述我们的 PIC 建模代码，特别是使 PIC 模拟更快以及在二维圆柱几何中实用的方面。接下来将讨论 He、Ar 和 O 2 等离子体的几项 1D PIC 研究，重点是模型验证和确认。演讲的最后一部分涉及几种电容等离子体的 2D 建模。这些 2D 建模研究检查了低压 CCP 中的传输、低频偏置电压波形对双频 CCP 中等离子体均匀性的影响以及电容耦合空心阴极放电。
在DIII-D上的低和高能量等离子体中粉碎的颗粒穿透
抽象破碎的颗粒注射（SPI）已被用作ITER的基线减轻缓解系统，因为从SPI的辐射有效载荷穿透到DIII-D等离子体中比使用大量气体注入（MGI）方法优越。由于ITER等离子体的能量含量和当前实验的能量含量存在很大差异，因此需要针对当前实验的可靠3D MHD建模来投射到ITER等离子体上。为了支持这些需求，通过将SPI注射到两个具有截然不同的能量含量和基座高度的放电中，研究了DIII-D等离子体中SPI片段渗透的深度。400托尔 - 纯ne碎片颗粒被注入0.2 MJ L模式放电和2 MJ超级H模式放电中。结果表明，在DIII-D中，SPI片段深入到低能等离子体中。随着血浆能量含量的增加，SPI碎片渗透降低，一些放电表现出局限于血浆外部区域的渗透。注入的SPI片段也分布在约20厘米的距离上，从而导致一些片段在热淬灭结束后或之后到达。
热层中的外星生命：等离子体、UAP、生命前、物质的第四态
美国国家航空航天局 (NASA) 的 10 次航天飞机任务拍摄到了大小可达一公里、行为方式类似于多细胞生物的“等离子体”，这些等离子体位于距地球 200 多英里的热层内。这些自发光的“等离子体”会被电磁辐射吸引并可能以此为“食物”。它们有不同的形态：1) 圆锥体，2) 云状，3) 甜甜圈状，4) 球柱状；拍摄到了它们飞向热层并下降到雷暴中的画面；数百个等离子体聚集在一起并与产生电磁活动的卫星相互作用；接近航天飞机的画面。飞行路径轨迹的计算机分析记录了这些等离子体从不同方向以不同的速度行进，并改变其轨迹角度，从而产生 45˚、90˚ 和 180˚ 的偏移并相互跟随。人们拍摄到它们加速、减速、停止、聚集、进行“狩猎-掠夺”行为以及与等离子体相交并在其尾迹中留下等离子体尘埃痕迹。实验产生的等离子体也表现出了类似生命的行为。二战飞行员（被认定为“Foo Fighters”）可能在 20 世纪 40 年代拍摄了“等离子体”；宇航员和军事飞行员反复观察和拍摄了这些“等离子体”，并将其归类为不明飞行物——异常现象。等离子体不是生物，但可能
第四届天体物理和实验室等离子体原子光谱和振荡器强度国际研讨会
座谈会这是 1983 年在瑞典隆德大学举行的一系列座谈会中的第四次，随后在俄亥俄州托莱多和荷兰阿姆斯特丹举行。这些会议的目的是为原子光谱数据的主要用户和这些数据的提供者提供一个国际交流论坛。这为用户提供了一个机会来审查他们现在和未来的需求，也为提供者提供了一个机会来审查他们的实验室能力、数据测量的新发展以及改进