近日，我系青年教师罗伟在强场条件下电极表面等离子体的形成研究取得了重要进展，其成果作为封面论文在美国物理联合会旗下期刊《Journal of Applied Physics》上发表，论文题目为“Particle-in-cell simulations of cathode plasma evolution in small-gap magnetically insulated transmission lines”。该论文由西安理工大学、西安交通大学大学和中国工程物理研究院共同合作完成，西安理工大学为该论文第一单位，罗伟为该论文第一作者。
脉冲功率装置在在实验天体物理、惯性约束核聚变、辐射效应、等熵压缩等高能量密度物理领域有着广泛的应用，而磁绝缘传输线（MITL）是该类装置中的重要部件，起到功率传输与汇聚的作用。在强场条件下，MITL电极表面等离子体的形成会影响到功率传输效率甚至导致传输终止。论文建立了考虑阴极表面气体解吸附和电离的阴极等离子体形成准自洽模型，对小间隙MITL阴极等离子体的形成与扩张过程进行了粒子模拟。研究表明，等离子体膨胀速度的模拟结果与实验基本一致，且等离子体不稳定性会导致膨胀速度的快速增长。目前，电极表面等离子体成为限制大型脉冲装置功率传输的关键因素之一，而采用粒子模拟方法建立强场条件下电极表面等离子体的形成模型，对优化及指导大型脉冲装置功率的设计具有重要意义。由于该论文工作创新性突出，被编辑选为期刊封面文章。
论文链接：https://doi.org/10.1063/1.5115800
