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基于磁质谱原理的新型同位素质量分离器的数值研究  
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【英文篇名】 Numerical Researches on a Novel Isotope Separator Basing on Principle of Magnetic Mass Spectrometry
【下载频次】 ★★☆
【作者】 王振宇; 江滨浩; 王金炜; 赵海龙; 贾柏森;
【英文作者】 WANG Zhen-yu; JIANG Bin-hao; WANG Jin-wei; ZHAO Hai-long; JIA Bai-sen; Department of Electrical Engineering; Harbin Institute of Technology; Shaoxing Power Supply Corporation; Electrical Information Engineering Institute; Northeast Petroleum University;
【作者单位】 哈尔滨工业大学电气工程系; 绍兴电力局; 东北石油大学电气学院;
【文献出处】 质谱学报 , Journal of Chinese Mass Spectrometry Society, 编辑部邮箱 2017年 03期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 等离子体束流; 鞘层屏蔽; 磁质谱原理; 同位素分离;
【英文关键词】 plasma beam; sheath shielding; principle of mass spectrometry; isotope separation;
【摘要】 基于磁质谱原理设计了新型同位素质量分离器。不同质量的离子在轴对称电场和磁场中聚焦于不同位置并进入各自收集器,从而实现质量分离。由哈密顿原理推导出离子在分离器中运动轨迹的解析方程,结合电子恒温磁流体力学方程构建等离子体束流轨迹的混合数学模型。基于该混合数学模型,应用matlab模拟等离子体束流的聚焦和质量分离。从仿真结果可以看出,当忽略鞘层屏蔽效应时,束流在电场力作用下绕着对称轴做螺旋运动;当考虑鞘层屏蔽效应时,电子在弱磁场中受束缚作用较小,在鞘层中迅速积累,外电场很大程度上被鞘层屏蔽,束流运动半径迅速增加,尚未聚焦就到达外电极。随着轴向磁场的增强,鞘层屏蔽效应减弱。通过选取适当的磁场强度,可使不同质量的离子按荷质比的顺序分离,聚焦点的距离取决于离子质量。本研究对等离子体束流电磁控制进行了探索,该结果可为高纯度物质质量分离器的研制奠定理论基础。
【英文摘要】 A novel plasma mass separator is designed base on principle of magnetic mass spectrometry.In the axisymmetric structure orthogonal electric field and magnetic field,the different mass ions focusing in different position enter their respective collection devices to realize mass separation.An analytical equation for the motion trajectory of the ion in the separator is derived according to Hamilton principle,and a hybrid mathe-matical model of plasma beam trajectory by combining the electronic constant tempera...
【基金】 国家自然科学基金(51177020,11275034,11375039)资助
【更新日期】 2017-06-19
【分类号】 TH843
【正文快照】 同位素分离涉及到一些重要核素,它们与国民经济各部门有着密切关系,一直受到各国政府、学术界和工商界的重视[1]。质谱仪是根据带电粒子在电磁场的运动轨迹取决于其荷质比的原理,按带电粒子的质量差异进行分离和检测的仪器,可以用于同位素分离[2-3]。然而,质谱仪的离子源极限电

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