大气压He/O2等离子体活性粒子在水溶液中传质的氧含量效应

大气压低温等离子体作用于生物组织要穿过其表面几十到几百微米厚的水溶液，将会涉及等离子体中活性粒子在水溶液中的传质，而活性粒子的生成与放电气体的氧含量密切相关。该文基于一维流体模型，研究了在放电气体中不同的氧含量下(体积分数为0.1%～5%)大气压He/O₂等离子体中五种主要活性粒子H₂O₂、O₂^-、HO₂、O₃及OH在水溶液中的渗透深度分布，并阐释了相关机理。研究表明，氧含量对活性粒子的生成与消耗反应产生较大影响，进而影响到活性粒子在水溶液中的渗透深度。随着氧含量的增加，H₂O₂、O₂^-和HO₂的渗透深度减小，但仍维持在数百微米以上的可观量值，而O₃和OH的渗透深度增加，并可达20μm以上，这一深度使得两种粒子可以直接作用到某些生物组织，因而对于等离子体的生物医学应用具有重要意义。     

大气压射频放电中放电参数对活性粒子影响的数值模拟研究EI北大核心CSCD

大气压射频放电是人们比较关注的气体放电形式,在合适的放电条件下,其产生的低温非平衡等离子体中可以产生大量的活性粒子,如何优化与调控这些活性粒子的产生与分布是实际应用中,特别是与环境相关的应用中人们非常关心的问题。因此数值求解了描述大气压射频等离子体的流体模型,研究了放电频率、放电间隙及脉冲调制对大气压射频等离子体中活性粒子的影响。计算结果表明,在相同的功率下,过高的放电频率(>20 MHz)会抑制活性粒子的产生,而较小的放电间隙(<1 mm,即在微等离子体范围内)则有助于提高活性粒子的数密度;通过选取合适的调制频率与占空比,借助于脉冲调制的方式在大气压射频放电中可以有效的调控活性粒子的产生,并降低功率消耗。研究结果可对大气压射频放电中活性粒子的应用提供一定的理论指导。     

等离子体产物溶液中扩散与大肠杆菌杀灭

大气压低温等离子体对微生物的杀灭主要通过紫外线、高能粒子刻蚀、强反应活性物质等效应实现.当利用等离子体杀灭水溶液中微生物时,由于液体的阻隔,紫外线与离子刻蚀的作用非常微弱,杀灭作用主要依靠水溶液中的活性物质.该研究利用介质阻挡放电等离子体处理水溶液中的大肠杆菌,通过菌落稀释计数法比较等离子体对不同深度细菌的杀灭效果,并...     

等离子体活化水溶液用于癌症治疗的研究综述

大气压冷等离子体作为高效产生外源活性粒子的新技术，很有可能成为安全、高效的癌症治疗新方法，但等离子体直接处理人体组织存在渗透深度浅、有效时间短的固有局限，使得应用潜力难以有效释放。等离子体活化水溶液（PAS）作为大气压冷等离子体的一种间接应用形式，具有活性时间长、穿透能力强和作用范围大等优势，近年来被广泛用于癌症治疗研究。该文主要围绕PAS制备、体外抗癌效应和生物学机制、活体抗癌应用及生物安全性三个层面，对近十年来的国内外相关研究进展进行了综述。PAS癌症治疗研究方兴未艾，该综述将为相关的理论和应用研究提供参考。     

大气压射频放电中放电参数对活性粒子影响的数值模拟研究

大气压射频放电是人们比较关注的气体放电形式,在合适的放电条件下,其产生的低温非平衡等离子体中可以产生大量的活性粒子,如何优化与调控这些活性粒子的产生与分布是实际应用中,特别是与环境相关的应用中人们非常关心的问题。因此数值求解了描述大气压射频等离子体的流体模型,研究了放电频率、放电间隙及脉冲调制对大气压射频等离子体中活性粒子的影响。计算结果表明,在相同的功率下,过高的放电频率(20 MHz)会抑制活性粒子的产生,而较小的放电间隙(1 mm,即在微等离子体范围内)则有助于提高活性粒子的数密度;通过选取合适的调制频率与占空比,借助于脉冲调制的方式在大气压射频放电中可以有效的调控活性粒子的产生,并降低功率消耗。研究结果可对大气压射频放电中活性粒子的应用提供一定的理论指导。     

空气沿面介质阻挡放电中活性粒子成分及其影响因素EI北大核心CSCD

大气压冷等离子体产生的活性粒子在生物医学、环境保护、纳米技术等应用领域起到关键作用。为了进一步研究这些活性粒子成分、数密度及其影响因素,针对大气压下空气沿面放电建立了0维全局模型。模型考虑了54种粒子和624个化学反应,对等离子体区域及其下方气体区域中的活性粒子及其产生机制进行了分析,发现气体区主要粒子有O3、N2O5、N2O、HNO3、NO3、H2O2、HNO2和NO2。当输入功率密度从250 W/m2增加到1 000W/m2时,主要的活性粒子数密度均随之线性增长,但产生活性粒子的能量效率降低;当等离子体下方气体区域厚度由1 mm变到10 mm时,主要的活性粒子数密度有所下降,但产生活性粒子的能量效率大幅度提高;当温度从300 K增大到320 K时,含氧活性粒子的数密度下降,而含氮活性粒子的数密度上升。这说明输入功率、气体区域厚度和气体温度等条件参数对活性粒子的数密度及生成效率均有较大影响。     

Ar等离子体射流处理乙醇水溶液的放电特性及灭菌效应

乙醇是一种医疗上常用的消毒剂,理论上在Ar等离子体射流处理的水溶液中掺杂乙醇可以增强灭菌效果.通过对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的灭活实验,发现在被处理的水溶液中掺杂20％乙醇可使Ar射流等离子体活化水的灭菌效果提高5个数量级以上.进一步地,发现当工作气体中掺杂0.2％N2或在屏蔽罩中掺杂1％O2时,只需在被处理的水溶液中...     

等离子体法去除甲醛的实验研究

为了去除甲醛对大气环境的污染,分析了等离子体技术去除甲醛气体的机理,包括电子与污染物分子的直接碰撞和电场产生的活性粒子与污染物分子间发生的一系列化学反应2部分,以陶瓷环为钛酸钡和亚硝酸钠铁电体材料为载体实验研究了用高频交流电晕放电等离子体处理甲醛气体的技术。实验参数为高频交流电压8-12 kV,气流速度35-70 mm/s。实验结果表明,高频交流电晕放电等离子体技术可去除甲醛气体;增加电压,减小气体流速都能提高甲醛的去除率,钛酸钡填料的处理效果好于亚硝酸钠填料,且都优于无填料的处理效果。     

低温等离子体辅助燃烧的研究进展、关键问题及展望

利用低温放电等离子体在各种极限条件下实现快速点火,稳定燃烧和提高燃烧效率减小对环境的污染是近年来等离子体应用研究的热点之一。基于相关研究现状,归纳了低温等离子体辅助燃烧的机理,从实验研究、仿真计算、ns重频脉冲电源研制等各方面,介绍并讨论了这些研究的进展。目前一般认为等离子体化学反应产生的活性基团和气流温升是提高燃烧效率的主要因素,尤其是氧原子对燃烧过程影响较大。作为物质第四态的等离子体具有快速的热效应、比较高的自由电子能量和一些长寿命激发态粒子,且在放电过程中等离子体对流场的影响会改变气体的输运特性。这些共同因素的作用使得燃料气体的电离及输运时间缩短,能够有效降低点火温度,提高燃烧效率,拓展燃烧极限。在实验研究方面,介绍了各研究机构独特的燃烧器设计方案和相关参数,分析了不同电极结构和放电形式对燃烧的影响。最后提出在未来的研究中,应重点关注的问题包括:流动环境下大气压均匀等离子体的产生;大气压低温等离子体的非介入式测量与诊断;等离子体辅助燃烧的建模与仿真;等离子体激发电源的研制。     

考虑微量CO2影响的He+Air等离子体反应动力学研究

He+Air等离子体是常见的大气压冷等离子体类型，具有活性粒子众多、反应体系复杂的典型特征，使得实验研究难以系统开展，因而仿真研究非常重要。尽管如此，目前的仿真模型鲜有考虑空气中的微量CO₂，而笔者课题组与同行均发现，微量气体组分可能会对等离子体的活性粒子带来显著影响。鉴于此，基于前期报道的He+Air等离子体全局模型，新增了CO₂及其7种放电产物与120个相关反应，研究了地表空气中5种典型CO₂浓度下的等离子体反应动力学特性。发现在放电功率密度为10 W/cm³时，CO₂的放电转化率达到37%以上，CO₂的转化明显加强了等离子体的电离过程，削弱了解离和吸附过程。在地表空气常见的CO₂浓度范围内，考虑CO₂可使He+Air等离子体中活性粒子的平均密度改变1.8%～11.2%。该研究量化了微量CO₂对He+Air等离子体中活性粒子的重要影响，揭示了不同地域CO₂浓度差异会...     

Measurement method of plasma current and density in atmospheric pressure plasma jet

We present a measurement method of the plasma current and density in an atmospheric‐pressure plasma generated using a quartz tube, helium gas, and copper foil electrode by applying a high RF voltage. The plasma in the form of a bullet is released as a plume or jet into the atmosphere. To study the characteristics of the atmospheric‐pressure plasma, the plasma current is measured using a current probe, and the drift velocity of plasma plume is measured using a photodetector. The current of the plasma plume is estimated by subtracting the ground line current from the power line current in the circuit. The density of plasma plume n is estimated from the plasma plume current I and the drift velocity v as I = envS, where S is the cross section of plasma plume. The density of the released plasma into the atmosphere is estimated as ∼10¹⁸ m⁻³ by the method. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Relation between plasma plume charge and length in atmospheric pressure plasma

We present atmospheric pressure plasma generated using a quartz tube, helium gas, and copper foil electrode by applying a radio frequency high voltage. The atmospheric pressure plasma in the form of a bullet is released as a plume into the atmosphere. To study the formation of the plasma plume, the dependences of the plasma plume charge and the plasma plume length on the gas flow rate are examined. In a quartz tube with inner diameter 1.5 mm, which has more helium than air in the cross section of the flow channel, the distributions of the length and charge on the gas flow rate show similar tendencies. Consequently, when more helium gas is present than air, the travel length of the plasma plume correlates with the plasma plume charge. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

等离子体射流及其医学应用

由于大气压非平衡等离子体射流装置能够在开放空间、而不是如传统放电仅在放电间隙内产生等离子体,这个显著优点对于许多应用,特别是近几年来兴起的等离子体医学方面的应用是至关重要的。为此,首先对大气压非平衡等离子体射流（N-APPJ）的研究现状进行阐述,结合作者课题组所作的研究,以及国内外其他研究者的成果,分别介绍几种以惰性气...     

Development of railgun accelerator at the institute of space and astronautical science (ISAS)

This paper describes the current status of the development of electromagnetic launchers such as the railgun at ISAS. The railgun is the most improved accelerator of Electromagnetic Launchers (EML). EML offers a potential for accelerating a projectile to much greater velocities than achieved with conventional powder guns or light gas guns. However, there has been little progress in increasing the velocity of EMLs since the experiment by Rashleigh and Marshall. A few experiments have been reported achieving velocities greater than 6km/s. The authors have achieved velocities greater than 6 km/s by reducing plasma leakage which is one of the factors limiting velocity. In this paper a 6 km/s launch is reported, compared with the results of two other shots considered from the viewpoint of plasma leakage, and the effect of entrainment of eroded material into the armature by rail ablation was discussed on the basis of simulated numerical calculations.     

等离子体射流的推进机理

作为一种应用前景广阔的新兴等离子体源,大气压下非平衡等离子体射流在近10年的研究中取得了很大进展。为了更有效地利用等离子体射流,人们对其物理机理展开了深入研究,其中等离子体射流的传播机理尤其令人关注。一般认为等离子体射流的传播是受电场驱动的,但是最新的研究表明还存在另外一种驱动方式,即流体驱动。分别对以上两种驱动方式下射流传播的特点和影响因素进行了概述,并对电场驱动等离子体射流传播的空间特性、时间特性、极性效应,以及光电离的作用进行了讨论。流体驱动的等离子体射流与电场驱动的等离子体射流有着完全不同的传播过程,这种射流的传播是通过气流驱动的,具有推进速度相对较低,对电场不敏感等特性。最后,该文对大气压非平衡等离子体射流的传播机理中尚未解决的问题,以及未来的研究方向作了展望。     

等离子体环境中电磁兼容

文中力求通过实验研究与理论结合的方法，分析在等离子体环境中传播的电磁波与等离子体的相互作用。并设计加工实验装置以验证上述分析结果。     

燃煤锅炉等离子点火装置的调试及启动

国华台山发电厂3,4,5号600MW燃煤机组煤粉锅炉中应用了等离子点火装置。在投运等离子点火装置前,应对等离子点火系统进行调试。等离子点火装置各分系统的调试包括冷却水系统的调试、载体风和等离子火检冷却风系统的调试、一及二次风系统的调试、等离子燃烧器冷态拉弧试验的调试、图像火检系统的调试、等离子点火系统各联锁、保护的试验。等离子点火装置首次启动时,应验证燃烧器的点火和稳燃能力、断弧复燃能力,测定不同煤粉量下火焰温度及各项联锁和保护的可靠性。     

等离子点火技术在福泉电厂的应用

详细介绍了贵州省首台600MW超临界机组福泉电厂2号机等离子点火技术的应用,并对贵州省较少使用的等离子无油点火技术要点进行总结,分析该系统的优势极其技术难点。     

基于激光诱导荧光法诊断大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子的时空分布

由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断。结果发现,OH自由基和O原子的寿命时间分别为1ms和3ms,远大于脉冲放电持续时间;采用拟合衰减曲线法,得到OH自由基的绝对密度为1012~1013cm-3;发现离喷嘴口越远,OH自由基和O原子密度越低。然而,即使距离喷嘴口数cm的地方,仍然存在大量的OH自由基和O原子;OH自由基和O原子的密度随激励频率和脉冲电压幅值的增加而升高,随H_2O含量和O_2含量的升高而出现先增大后减小的趋势。其中,当氦气中H_2O含量为0.012%时,OH自由基密度达到最大值。当氦气中O2含量为0.5%时,O原子密度达到最大值。本文研究为调控和优化低温等离子体射流中OH自由基和O原子密度提供重要科学依据。     

等离子点火燃烧系统及其运行分析

介绍了广州恒运电厂等离子点火燃烧系统的主要技术性能参数、系统构成。结合锅炉调试,重点对系统的运行经验进行了分析总结,并和同类机组轻油点火系统进行了经济性比较。分析结果可供锅炉点火系统的设计、改造参考。