电荷交换谱英文解释翻译、电荷交换谱的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 charge exchange spectrum

分词翻译：

电荷的英语翻译：

charge; electric charge; electricity
【化】 electric charge
【医】 charge

交换的英语翻译：

exchange; interchange; change for; commute; permutation; reciprocation
replacement
【计】 exchange; swap; swapping; switching; transput; X
【医】 chiasmapy; cross-over; crossing-over
【经】 interchange; swap

谱的英语翻译：

chart; compose; music; register; table
【医】 spectrum

专业解析

电荷交换谱（Charge Exchange Spectroscopy，CXS）是等离子体诊断技术中通过分析离子与中性原子碰撞后释放的光谱，来测量等离子体离子温度、旋转速度和密度的关键方法。该技术广泛应用于磁约束核聚变装置（如托卡马克）及空间等离子体研究领域。

一、物理机制

当高能离子（如氘离子或杂质离子）与中性原子（如注入的氘束原子）发生碰撞时，离子捕获电子并跃迁至激发态，退激时发射特定波长的光子。该光谱的多普勒展宽反映离子温度，频移反映等离子体旋转速度。其理论基础源自量子力学中的电荷交换反应截面计算及能级跃迁模型。

二、实验方法

主动诊断：向等离子体注入中性原子束（如氢/氘束），诱发电荷交换辐射
光谱采集：使用光栅光谱仪或干涉仪测量可见光至近红外波段（如C VI谱线529nm）
空间分辨：通过透镜系统实现等离子体剖面的径向分辨率（典型精度达1cm）
数据来源：核聚变工程期刊《Fusion Engineering and Design》关于CXS诊断系统的设计规范。

三、核心应用

离子温度测量：通过谱线多普勒展宽宽度$Deltalambda_D=frac{lambda_0}{c}sqrt{frac{2k_BT_i}{m_i}}$计算，精度达±10%
旋转速度测量：利用多普勒频移$Deltalambda=lambda_0frac{v_parallel}{c}$反演等离子体切向流速
杂质浓度监测：如氦灰（He²⁺）或金属杂质谱线强度分析
参考：国际原子能机构《等离子体诊断技术手册》第7章。

四、技术优势与局限

优势：

非侵入式测量且空间分辨率高
同时获取多种离子参数（如ITER装置中可测He⁺、Be²⁺等）
局限：

依赖中性束注入系统，在低密度等离子体中信号较弱
需精确校准背景辐射（如轫致辐射干扰）
权威依据：普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）技术报告PLPP-2020-001。

注：文献来源基于等离子体诊断领域核心学术出版物，具体链接可访问IAEA数据库、Elsevier期刊库或PPPL官网技术文档栏目获取完整内容。

网络扩展解释

电荷交换谱（Charge Exchange Spectroscopy，简称CXS）是一种用于研究离子与中性粒子间电荷交换反应的分析技术。该技术通过测量反应过程中释放的能量或产生的光谱特征，揭示离子能量、速度分布及等离子体参数等信息。以下是核心要点：

1.基本原理

电荷交换反应发生在高速离子与中性原子/分子碰撞时，离子捕获电子变为中性粒子，同时中性粒子失去电子变为离子。这一过程伴随能量转移，产生特定光谱信号。通过分析这些光谱线的多普勒频移和强度，可推断离子的温度、密度和速度分布。

2.技术特点

非侵入性：无需直接接触高温等离子体，适用于极端环境（如核聚变装置）。
高分辨率：可分辨不同离子种类的能量状态，如氢、氦或杂质离子。
动态诊断：实时监测等离子体参数变化，辅助反应堆调控。

3.应用领域

核聚变研究：用于托卡马克等装置中，诊断等离子体杂质离子行为及能量损失机制。
空间物理：分析地球磁层或行星大气中带电粒子与中性气体的相互作用。
材料科学：研究离子束与材料表面作用时的电荷交换过程，优化表面改性工艺。

4.相关技术对比

与质谱（分析质量-电荷比）或X射线谱（电子跃迁）不同，电荷交换谱专注于电荷转移过程的能量释放及光谱特征，尤其适合高温、高密度等离子体环境的诊断需求。

5.公式表示

电荷交换复合光谱的多普勒频移公式为： $$ Delta lambda = lambda0 frac{v{parallel}}{c} $$ 其中$Delta lambda$为波长偏移，$lambda0$为静止波长，$v{parallel}$为离子速度分量，$c$为光速。通过测量$Delta lambda$可计算离子速度。

该技术为理解等离子体动力学和优化可控核聚变装置提供了关键数据支持。如需更详细实验方法或案例，可进一步查阅等离子体诊断相关文献。