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等离子体物理范文1
太阳物理学是一门快速发展的学科，主要研究太阳活动、日球层（heliosphere）和气候环境。过去的几个世纪，我们对于太阳怎样影响空间天气和地球及其他行星的气候的理解取得了很大进展。太阳是一个磁变星，它对于含有固有磁场的行星、含有大气的行星或像地球一样既有固有磁场又含有大气的行星都有重要影响。
本书是太阳物理学系列丛书的第1卷，主要整合了不同的主题，使之成为一个连贯的知识体系，提供了相关课程和研讨会上先进水平的核心资源。它强调了太阳领域到地球领域耦合作用的物理过程，并提出了对于太阳风和地球磁场、大气和气候系统辐射的相互作用的深刻认识和见解。
全书共13章：1.序言；2.太阳物理学简介，主要论述了磁场的建立和湮没及耦合、间断面的形成、能量转换等概念和物理过程；3.磁场的建立和湮没，重点是磁流体动理论、发电机问题和平均场理论；4.磁场拓扑结构，主要内容是磁场线的物理意义、不同拓扑结构区域的分类和磁螺旋性的概念；5.磁重联，主要论述了磁重联的基本概念、二维重联和三维重联的概念和特征；6.磁场结构，主要包括宇宙等离子磁流片的概念、磁流管和磁通量绳的定义；7.空间等离子体的湍流，主要介绍了流体力学湍流、行星际湍流的频谱、等离子体湍流的逆高斯分布和星际湍流；8.太阳大气，包括了色球层、高β色球层、日冕加热和外层太阳大气的正演模拟；9.恒星风和磁场，主要讨论了日冕的氦丰度和质子通量、太阳风的能量预算和模型；10.行星磁层的基本理论，主要探讨了太阳风和行星磁场的相互作用、等离子体流和磁层―电离层的相互作用、等离子体源和传递过程；11.太阳风磁层耦合，即一种磁流体动理论观点，主要包括全球磁流体动理论模型、磁鞘建模、磁层性的对流、磁层中的力和能量流；12.电离层和色球层，主要介绍了中性气体混合、分离作用和全球环流以及太阳色球层和地球电离层的比较；13.行星环境的比较，包括木星、土星、天王星、海王星和水星的环境比较及存在的突出问题。
本书不是一本个人专著，而是由众多论文编纂而成，各章节的原作者都是太阳物理学方向的专家。第1编者Carolus J.Schrijver曾先后工作在科罗拉多州大学、美国国家太阳天文台、欧洲航天局和荷兰皇家科学院，目前是洛克希德・马丁公司先进技术中心的物理学家，还是《Solar Physics》（Springer出版）等期刊的编委。第2编者George L.Siscoe是麻省理工学院的物理学博士，先后在美国加州理工学院、麻省理工学院和加利福尼亚大学工作，目前是波士顿大学天文学部的研究员，还是《Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics》（Elsevier出版）的编委和美国地球物理联盟的一员。
本书内容丰富，涉及面广，且通俗易懂，可作为太阳物理学、空间物理、高层大气物理、空间天气等相关专业的研究生教材，也可作为相关领域的研究人员的基础性参考书。
等离子体物理范文2
关键词：量子等离子体 波的传播特性 研究
中图分类号：0534.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0198-02
等离子体是一种非束缚态的宏观体系，其是由大量的带电粒子组成的，因此，其不单单具有较高的导电率，且与电磁场之间具有十分强烈的耦合作用。我们在研究等离子体物理的过程中，需要对带点离子系统中的电磁相互作用进行分析，从而研究其中的多体动力学。而最早关于等离子体的研究实在20世纪初，有很多的物理学家对与气体的放电现象具有较高的研究兴趣。在第二次世界大战之后，关于等离子体的研究也逐步走向正轨，从理论和实验上相互结合起来[1]。这都是因为，当时在军事上的氢弹研究以及战争后的和平时期中的热核聚变产能研究上兴起的，当时的研究者对大气物理学以及地球物理学进行了深入的研究和探讨，并认为我们所处的宇宙中，有接近90%以上的物质是通过等离子体的形式而普遍存在的。接着，人们在太阳的表面以及恒星的内部甚至是星际之间的介质中都发现了等离子体。比较传统的等离子物理学主要的研究条件是高温以及低密度，而在高温条件和低密度的情况下，等离子体的量子效应往往可以被忽略掉[2]。所以，单纯的使用经典物理学，可以实现对等离子体的动力进行深入的研究。随着人们对微型半导体器件研究的逐渐深入，等离子体的量子效应以及边界效应都引起了科学教的广泛关注。而量子等离子体也在不同的环境中被广泛应用。其中，包含高密度的天体物理研究系统以及非线性量子光学等等[3]。
1 量子等离子体需要存在的物理环境分析
若在量子等离子体系中研究的过程中，当带电离子中的热德布罗意波长可以和带电离子的等离子系统内部的空间尺寸相互比较时，我们可以认为量子效应能在等离子动力学中具有至关重要的作用。而对于经典的等离子体系来说，等离子需要满足以下条件，即，但是就我们研究的量子等离子体来说，其需要满足的条件，而公式中的λ指的是德布罗意波长，n则是等离子电子的数密度大小。
不单单聚变效应会在高温以及低密度的环境下存在，空间等离子体也会处于高温以及低密度的状态下，因此，其中的量子效应可以背忽视。作为一个普通金属中的电子气，其会兼具等离子的属性以及量子效应的相关系统。金属中的价电子不会受到原子中的核束缚，因此，金属中的价电子会像自由粒子一样，所以，金属一般具有较好的导电性，是一种导体。目前，我国对金属的有关属性往往是通过对金属中的电子研究实现的，但是我们在研究的过程中，往往把金属中的电子近似成为等离子体进行研究，这样可以充分地了解金属的特点。无论是在室温环境中还是在标准的金属密度条件下，量子效应往往不能忽略不看，所以，我们可以把金属中的电子气当作是研究的主要对象，也就是量子等离子体。而量子等离子体还有可能是由半导体物理的研究发展起来的。这是因为半导体中的电子密度往往比金属中的低很多，而当前所开发的电子器件逐渐走向小型化，因此逐渐达到了载流子的德布罗意波长，并可以和半导体参杂面的空间尺度相互比较，所以，研究好量子效应可以实现对电子元件行为的研究，并在其中起到关键性的作用。而量子等离子体在比较罕见的天体物理中也会存在，比如宇宙中的白矮星中，其密度是我们常见的普通固体的十几甚至是几十个数量级。正因为白矮星中的温度得到了等离子发生聚变的环境温度，所以，其可以保持量子行为。
2 耦合参数分析
电子热德布罗意波长可以定义为，在经典理论中电子热的德布罗意波长比较小，因此，电子具有较好的黎姿习惯，所以其中没有包含波函数的叠加以及相应的量子干涉效应。所以，当电子热德布罗意波的波长比离子之间的平均距离大时，量子效应的作用将更加明显。此外，当环境温度比费米温度低时，等离子体电子是处于简并的状态，此时其中的量子效应也十分重要[4]。
3 量子效应分析
量子等离子体中的BOHM势能以及零温费米压力以及粒子的自旋等都可以对等离子体的动力学进行一定的改变。
（1）BOHM势能和费米统计压力分析。多粒子系统若是由同一种类型的粒子组成，可以分为N个纯态，其中α取值1，2，……N。而每一个单粒子都满足薛定谔方程。如下所示：
然后对粒子的数密度以及粒子的流速进行定义，其中，。把后者带入到薛定谔方程后，得到：
（2）自旋效应分析。根据相对论量子力学进行分析，得到非相对论的部分如下：
该式的后几项得出了电子的顺磁性，也就是自旋矢量和磁鲇蟹雌胶獾墓叵担这样的关系可以使得磁化系统的能量被有效降低。而把二分之一自旋粒子的自旋量带入到泡利方程中，同时带入波函数方程，最终得到自旋演化方程：
（3）量子电动力学的效应分析。我们用拉氏密度对QED真空效应进行描述，得到：
由拉式密度方程可以得到场方程，再结合麦克斯韦的无源方程，得到QED磁化效应的张量修正，可以把以下的修正项加入到原有的磁化张量中去。
强磁场中的QED效应可以对等离子体中含有的波的传播速度实施改变。
所以，综上得出，无论在低温条件下，还是在高密度的条件下，得到的BOHM势和费米压力都有较为显著的作用，这在固态的等离子体中或者其他的激光等离子体中较为明显。而自旋动力学的复杂程度较高，因此，我们需要在其中找出自旋效应的相关条件，这是研究量子等离子体的关键。我们可以根据其中的规律，找出一些较为简单的关系，若自旋态的能量差和热能量相互比较，前者较大时，或者在温度值比较低的等离子体中以及强磁场周边的等离子体中，其表现出来的自旋效应会更加的明显。若研究的目标场强和薛定谔临界场强相互比较时，其中的QED效应的作用需要被突出，这在天体等离子体的研究中尤为明显。当等离子体的波长可以和COMPTON波长进行比较，且其等离子体的密度比较高是，具有短波特点的QED效应也在整个系统中发挥出更加显著的作用[5]。
4 边界效应分析
我们可以通过进行表示，其中右边界修正的热力学量是Q，若以三维比热为例给出的边界效应表达式可以展开得到：
其热力学量的边界修正和自由空间热力学之间与，这是边界效应的主要项，其中第一项对边界的形状进行反映，是一个几何因子，若边界的形状越复杂，则该因子的影响也就越大，边界效应则越明显。第二项突出了密度和边界效应的影响关系，其中电子密度越小，其中的边界修正则越大。第三项则表明边界效应和系统的线性尺度相关。若量子点的线性尺度越小，边界效用则越容易察觉到。边界效应的本质是整个粒子系统的尺度以及粒子的运动波长带来的影响。在低温环境中粒子的运动波长较大，边界效应也较为明显。温度高时，则相反。所以，低温是边界效应得以突显的重要表现。
5 结语
综上所述，该文对量子等离子体中波的传播特性进行研究，从量子等离子体需要存在的物理环境的分析出发，研究耦合参数，最后介绍量子效应以及边界效应。由大量粒子的等离子的宏观非束缚态体系的研究对于电磁场的极强耦合作用等方面的分析至关重要，为了更好地推动量子等离子体中波的传播特性可以在现有研究的基础上，建立新的模型。这样能更好地推动量子等离子物理的研究。
参考文献
[1] 朱珍妮.量子等离子体中孤立波传播特性的研究[D].中国科学技术大学，2014.
[2] 祝俊.量子等离子体中波的传播特性[D].上海大学，2011.
[3] 李春华.量子等离子体中电磁波和表面波传播特性的研究[D].中国科学技术大学，2014.
等离子体物理范文3
关键词：中性束注入 快离子空间分布 平均自由程
中图分类号：TL631 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0008-02
等离子体加热是磁约束核聚变中最基本的问题之一，等离子体辅助加热的主要手段有中性束注入加热和射频波加热等[1，2]。中性束注入加热相比于其他方法具有物理机制简单、加热效率高、不存与等离子体耦合问题等优点，因而已成为各个实验装置中广泛应用的辅助加热手段，并且取得很好的加热效果，中性束注入加热已经成为高温等离子体辅助加热最有效的方法之一[3，4]。中性束注入等离子体后，快中性原子与本底等离子体中的电子和离子碰撞电离，或者与本底等离子体发生电荷交换而变成快离子，快离子再通过与本底等离子体碰撞慢化将能量传递给本底等离子体从而达到加热等离子体的目的[5]。人们期望束能量尽可能的沉积在等离子体芯部达到加热芯部等离子体目的，因而了解中性束与等离子体的相互作用过程，确定中性束离化产生的快离子空间分布对进一步研究中性束注入加热的功率沉积、驱动电流等具有重要意义。
中性束注入加热物理机制相对简单，但是束与本底等离子体的相互作用也是一个非常复杂的过程，为了更好的分析中性束注入后与本底等离子体相互作用，开发了很多针对不同的中性束注入装置的数值模拟程序来对束加热等相关问题进行模拟分析[6～9]，目前常用的中性束注入模拟的程序有ONETWO/NUBEAM、ASTRA、NBEAMS、ACCOME 等[10，11]，这些模拟程序基本上都考虑了中性束注入的主要过程，即束的沉积、快离子轨道运动和快离子的慢化，但是采用的简化模型和数值方法各有不同，对束沉积的求解有扩散束的方法和蒙特卡罗的方法。本文采用Rome等[5]的扩散束模型自主编写了束沉积程序，数值模拟了中性束注1入等离子体产生的快离子空间分布。
1 物理模型
1.1 线束
一个流强为IB的线束从平面Z=ZB沿切向半径R=RB方向注入注入等离子体如示于图1所示。由图可知，束注入和离开等离子体的半径是，并假定中性束没有打到托卡马克等离子体的内侧，即处。
定义IBNB（s）/e为线束每秒沿中性束路径上的一点的中性束粒子数，则NB可表示为[5]：
2 结果与分析
计算中采用的托卡马克等离子体和中性束参数为HL-2A参数：大半径： m；小半径：a=0.45 m；环向中心磁场：；中心等离子体密度：；中性束能量E=25KeV，等效流强IB=2.3A。为简化计算，设中性束从中平面注入，即，并取中性束为氢中性束。
图2给出了快离子沿着中性束径迹的分布随平均自由程的变化情况，计算中 m。从图中可以看到，在等离子体边缘由于密度较小束沉积线性趋于零，当平均自由程较小时，束沉积主要集中在低密度区，当≥时，束可以沉积到等离子体中心，所得结果变化趋势与文献[5]吻合较好。
在线束模型中由于是线束注入点，是一个奇异点，在扩散束中通过积分处理可以消除这一奇异性。图3给出了扩散束注入产生的快离子密度分布空间形状因子。由图可知，当平均自由程较小时，中性束沉积主要分布在等离子体的外缘，并且将随着平均自由程的增加在等离子体的中心沉积增大，当平均自由程从（虚线所示）到，束沉积分布变化不大，而平均自由程进一步增大到时，在等离子体中心的沉积将会减少，因为此时有较大的束穿透损失。
3 结论
本文采用Rome的物理模型数值模拟了中性束注入等离子体产生的快离子空间分布。结果表明：平均自由程对快离子空间分布影响较大，要使束粒子和能量尽可能沉积在等离子体芯部，平均自由程约为小半径的2倍为宜。本工作为下一步计算中性束功率沉积、加热效率等打下基础。
参考文献
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等离子体物理范文4
关键词：大气等离子体；废气；处理技术；应用
一、引言
随着工业现代化的不断进步和发展，排放到大气中的硫氧化物、氮氧化物及有机废气等不断增加，大气污染造成的大气质量的恶化、酸雨现象、温室效应及臭氧层破坏足以威胁人类在地球上的生存和居住，其后果十分严峻，废气排放造成的环境污染问题逐渐引起人们的广泛重视。废气处理指的是针对工业场所、工厂车间产生的废气在对外排放前进行预处理，以达到国家废气对外排放的标准的工作。一般废气处理包括了有机废气处理、粉尘废气处理、酸碱废气处理、异味废气处理和空气杀菌消毒净化等方面[1]。大气压等离子体技术是一门新兴的环境污染处理手段，其在废气处理应用中具有成本低，效果好、操作简单，无需高价格的真空系统等特点，具有广泛的应用前景。本文主要研究的是大气等离子体技术在废气处理方面的应用进展情况和可行性。
二、等离子体的研究现状及特性
等离子体是一种电离状态的气体，它是由美国科学MUIR于1927年在研究低压下汞蒸汽放电现象时命名的[2]。等离子体被称作除固态、液态和气态之外的第4 种物质存在形态，它是由大量的子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等组成，但电子和正离子的电荷数必须体表现出电中性。常见的产生等离子体的方法是气体放电，气体放电等离子体主要分为以下几种形式：①辉光放电；③介质阻挡放电；④射频放电；⑤微波放电。
大气压等离子体技术的实质也就是气体放电原理，气体在电场作用下被击穿而导电，由此产生的电离气体叫做气体放电等离子体[3]。我们把大气压等离子体分为平衡(热)或非平衡(冷)等离子体两大类。如今低气压等离子体己在材料处理领域得到广泛应用，该种等离子体可产生用来刻蚀或沉积薄膜的高浓度活性粒子，然而在运行低气压等离子体时也存在一些缺陷，像真空系统昂贵却需要维修，处理材料的尺寸受到真空室大小的限制。大气压等离子体与低气压等离子体相比，具有成本低、操作方便、无需高成本的真空系统等优点。
三、大气压等离子体在废气处理中的应用
随着我国能源消费的持续增长和机动车保有量的迅猛增加，大量煤、石油与天然气等化石燃料消耗产生的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx) 等废气排放到大气中，环境大气中NOx/SO2比例的改变影响着大气酸沉降，进而在特定条件下产生二次光化学污染，致使空气中臭氧(O3)含量增加，并在空气中形成大量二次细微颗粒物，给公众健康及生态环境造成严重危害。等离子体是近十多年发展起来的一门高度交叉的新学科，是集物理学、环境科学、化学和生物学于一体的全新学科。大气压等离子体是一种新兴的物理与化学相结合的废气处理技术，如今该技术已成功应用于工业锅炉烟气和汽车尾气治理领域。大气压等离子体技术具有对废气净化效率高、能耗低及无二次污染等特点。
（一）大气压等离子体分解气态污染物的机理。
大气压等离子体分解气态污染物的机理为：等离子体中的高能电子在大气压等离子体分解气体污染物中起决定性的作用，数万度的高能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞，巨大的能量转换成基态分子(原子)的内能，发生激发、离解以及电离等一系列物理和化学变化使气体处于活化状态。电子能量小于10ev时 产生活性自由基，活化后的污染物分子经过等离子体定向链化学反应后被脱除。而当电子平均能量超过污染物分子化学键结合能时，污染物气体分子键断裂，污染物分解，在大气压等离子体中可能发生各种类型的化学反应，反应程度取决于电子的平均能量、电子密度、气体温度、污染物气体分子浓度及共存的气体成分。
（二）大气压等离子体处理废气装置。
大气压等离子体在废气处理中应用的机理是在等离子体中的高能电子、离子、自由基、激发态分子和原子等的作用下，将NOx与SO2被氧化成更易参与反应和更易吸收的NO2和SO3，从而实现对废气的净化处理。
图1是模拟汽车尾气和锅炉烟气同时脱硫脱硝所采用的大气压等离子体处理装置示意图。如图所示，中心铜棒电极被聚四氟绝缘材料固定在放电管的中心且与高压电源的高压输出端连接。铜棒处于放电管的中心能使介质阻挡放电管内等离子体更加均匀，另一方面可防止局部增强放电导致介质层击穿现象的发生，故会提高装置的运行时间。氯化钾溶液作为外电极并与高压电源的低压输出端相连。装置的内电极与电源的高压输出端相连，其位置在内径为16mm的右英管中心。铜棒放在石英放电管的中心是为了使管内放电所产生的等离子体更加均匀分布，以及防止介质层被击穿，从而延长装置的使用寿命。电源低压输出端与装置外电极相连，它所采用的是0.2mol/L的氯化钾溶液。仪器工作时，比例一定的NOx与活性气体(N2、O2、H2O)通过浮子流量计和气体分配器进入放电管，在线废气监测仪Testo 360测定氮化物的浓度变化。在装置放电区域或者气体输出管内，氮氧化物与活性气体粒子会发生反应，经检定，废气通过装置的处理净化，得到的产物都是无污染的，可直接排放到大气中。
图1大气压等离子体处理废气装置示意图
四、大气压等离子体的应用研究方向
为了实现大气压等离子体技术在废气处理的推广应用，今后应加强深入研究大气压等离子体降解污染物的机理。大气压等离子体降解污染物是一个十分复杂的过程，而且影响这一过程的因素很多，虽然目前已有大量有关低温等离子体降解污染物机理的研究，但还未形成能指导实践的理论体系，使其工业应用缺乏理论保障。其次要实现处理装置的大型化与小型化双向发展，处理装置的大型化与小型化是等离子体技术今后发展的两个方向。
五、结束语
随着环境保护的深入发展，大气压等离子技术以其独特而优良的废气处理效果正日益获得环保研究者的青睐，该技术可以用来治理二氧化硫、氮氧化物等给环境以及人类带来严重危害的废气。大气压等离子体在废气处理方面的应用价值很高，目前我国对该方面的研究还只处于初步阶段，如果继续对大气压等离子体在废气处理中的应用展开深入研究，可为我国的大气环境污染整治工作做出突出贡献。
参考文献
等离子体物理范文5
Nonlinear Waves
2008, 360pp.
Paperback
ISBN: 9780521093040
Lokenath Debnath著
本书为1982年6月在东卡罗莱纳大学召开的会议的论文集,书中阐述了非线性波在流体和等离子体内部的理论与应用研究进展。 会议收录了8个国家的22篇文章,涵盖了非线性水波、KdV方程、孤粒子与逆散射变换、孤立波稳定性、谐振波相互作用、非线性发展方程、等离子体内非线性波浪现象、非线性波系统的再现现象、等离子体内孤立波的结构和动力学等研究领域。
全书内容包括3部分。第一部分讲述流体中的非线性波,包括第17章:1.海洋卷波的分析说明,文中提出对流体流动的波形、射流末端采用旋转狄利克雷双曲线,管流采用3椭圆或参数式立方体,均以半拉格朗日形式表达;2.科特韦格德弗里斯方程及水波理论的相关问题,以无粘水波为介质引入KdV和NLS方程;3.渐变环境下的孤立波:非线性长波,用正规矩阵表示孤立波的发展;4.渠道中的非线性波,针对小波幅给出浅水方程;5.斜压不稳定性模型中的孤立波行为,推导出渐变振幅的斜压波包发展方程;6.深水区水波和波群,给出了深水区具体的波形,并通过傅里叶变换得到数值解;7.二波三波共振,介绍线性的两波共振和弱非线性的三波共振。第二部分介绍等离子体中的非线性波,包括812章:8.等离子流的非线性波,讨论了电磁场中运动和等离子体相互作用静态理论的各方面;9.等离子体的超光速波,介绍了有限振幅平面波匀速通过冷的各向同性的等离子体;10.静电离子回旋波和磁场中的离子加热;11.等离子物理中的孤立波;12.非均匀等离子体中的渐变非线性波发展理论。第三部分介绍等离子体、逆散射变换和物理中的非线性波,包括第1318章: 13.二维空间和一维时间的逆散射变换;14.与微分算子保谱发展相关的线性发展方程;15. 带非厄米矩阵薛定谔方程的逆散射;16.常用n阶谱变换;17.再现现象和非线性波运动的有效自由度数目;18. 正弦Gordon场统计力学的作用角度变量。
本书各章由该领域的专家撰写,对非线性波研究人员了解该领域发展动态很有帮助。
贾红书 ,
博士生
(中国科学院理化技术研究所)
等离子体物理范文6
关键词：大气压等离子体；DBD放电；有机染料；发射光谱法
引言
低温等离子体又叫非平衡等离子体体系，低温等离子体又可以根据粒子的温度和热力学状态分为热等离子体和冷等离子体[1-3]。近几年，随着对大气压等离子体的进一步研究，等离子刻蚀、镀膜、臭氧合成、材料表面改性、染料废水处理等方面得到了广泛应用[4-6]。论文研究的是大气压下，介质阻挡放电处理染料废水技术。本文中，研究了等离子体基本性质、DBD等离子体处理有机染料方面以及发射光谱法的相关研究，设计等离子体装置，利用空气为放电气体，通过实验研究验证等离子装置对燃料废水的退色效果，测量了大气压下介质阻挡放电产生的发射光谱并且采用发射光谱对褪色机理进行分析。实验
DBD等离子体氧化有机染料原理：染料废水中的有机物结构稳定，所以溶解性很差，传统的处理技术工艺非常困难，而且降解效果不显著。针对一这问题提出的大气压下等离子等离子处理染料废水装置是通过等离子体放电将空气中的氧气氧化成臭氧，对有机污染物的结构进行破坏从而降解。最终将有机降解为二氧化碳、水和无机盐。
实验装置设计：实验装置设计：为了提高等离子体反应的稳定性，本实验采用了同轴圆筒的设计。上下由聚四氟乙烯做的方形板，用于密封整个实验装置，固定电极和进出水口及进出气口；电极部分，采用半径为10mm，长度为10cm的铜棒作为高压电极，采用循环电解液作为地电极；整体采用外径为50mm，长度为15cm，厚度为1.5mm的石英玻璃管；采用外径为30mm，长度为15cm，厚度为2mm的石英玻璃管作为阻挡介质。在上方的聚四氟乙烯板上面内测的两个进气孔，用来鼓入空气，下方的一个气孔用来排出气体，聚四氟乙烯板上外侧的两个孔一个是用来进电解液，一个是用来导出电解液的，利用水泵达到循环电解液的效果。实验中的染料废水是实验室配置的，取一定量的颜料溶解在水中。所用电源低温等离子体实验电源（CTP-2000 coronalab）输出电压：0～30KV频率选择范围：1KHz～100KHz，气体选用空气。
实验方法：取500ml配置好的染料废水。开启气泵，电源，将空气通过塑胶管吹入等离子体发生装置，再将等离子体尾流通入废液中，每隔30分钟，取等量废液，进行观察。
图1 等时取出的废水样品
2 实验结果与分析
染料废水脱色效果及放电电学参数：在实验过程中，染料废水上出现大量气泡，并伴随着强烈的鱼腥味。经过处理后的废水颜色慢慢变浅，如下图1所示。
介质阻挡放电的功率也是一个重要参数，它涉及到我们处理过程中的能耗问题，但是由于介质阻挡放电的电压、电流的相位严重失调，功率的计算和测量就变得十分困难。对于小于10kHz的低频，而且是理想的正弦波和理想的绝缘介质，可以用公式进行计算。
目前对等离子体的功率只能进行宏观测定，我们利用电压-电荷李莎如图形来确定放电功率。我们用下边的公式计算在一个周期内的放电能量，用Wn表示： ， 其中： ，式（1）的积分结果可以描述为一个周期内电压-电荷的李莎如图形所围的面积即放电的功率，用P表示： 式中： 为输入电压的频率。
2.2 DBD等离子体的发射光谱分析
在本文中，利用Oceanoptic EPP2000光纤光谱仪检测等离子体放电的发射光谱，其主要参数：响应波长为：180-900nm。原子发射光谱法（Atomic Emission Spectrometry，AES），是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的。
3 结论
本文中设计了新型的DBD等离子体装置、研究了等离子体基本性质、DBD处理有机染料方面以及发射光谱法的相关研究。我们采用了同轴圆筒结构，增加电极之间的反应面积，并采用循环电解液作为外电极，保证了外电极和阻挡介质不会随着反应时间增加而升高，从而稳定了反应功率。上端采用两个进气口保证空气能够均匀参与反应，等离子体尾流也能均匀从出气孔排出，进入到染料废水中。出气管设计得尽量短，避免等离子体尾流在导管中与管壁反应。在出气孔与废水接触的地方采用了均匀散发气体的装置，保证从导管中出来的等离子体尾流能够与废水充分反应。
参考文献：
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