等离子体窗无窗密封技术具有密封气压高、气体消耗低、装置紧凑及使用灵活的特点，近年来得到了逐步的发展。2011年，北京大学重离子所RFQ加速器组自行设计并建成等离子体窗实验系统，为等离子体窗无窗密封技术的研究和发展提供了研究平台。此外，我们组成功建立了基于FLUENT磁流体模型的等离子体窗数值模拟方法。一方面通过模拟的方法，可以更加直观和深入的理解等离子体窗工作原理，另一方面也为等离子体窗的设计优化提供了数值研究方法。　　等离子体窗设计的初衷是应用于电子束无窗焊接。近年来，国内外多个实验室还开始关注并探索其在小型中子源气体靶、气体剥离靶等方面的应用研究。但是，关于等离子体窗的研究还集中于实验研究的方法，对于等离子体窗工作的原理解释也很不清楚。本论文首次采用磁流体方法，对等离子体窗主体部分进行了数值模拟。文中详细讨论了等离子体窗内的物理过程及其控制方程，并对等离子体窗的数值模拟假设、几何模型、边界条件等进行了具体的分析讨论，最后使用FLUENT求解得到等离子体窗内部的压强差、温度场、电流场的计算结果。该模拟结果实现了等离子体窗1个大气压密封特性的验证，并且与实验结果和理论公式符合的较好。通过对等离子体窗内压强分布结果的分析讨论，我们还提出等离子体窗形成巨大压差的两种主要机制:粘性阻力压降机制和热阻力压降机制。模拟研究表明，等离子体窗内压强的变化分布与等离子体窗的几何结构、温度分布密不可分。　　等离子体窗核心主体为级联电弧发生装置，为了得到稳定电弧形成高温热等离子体，首先需要实现级联电弧的击穿及自持。论文借助CST静电场计算，分析了等离子体窗起弧时的电场分布。结果表明等离子体窗起弧时，电场被压缩集中于绝缘片区域，通过级联设计来降低等离子体窗如此长距离条件下的击穿难度，并且这决定了级联铜板和绝缘片厚度的设计。此外，根据实验结果，我们给出了等离子体窗起弧时最佳气体流量和气压条件。我们还可以通过人为的缩短击穿距离或采用预电离的方法来实现等离子体窗起弧。　　我们采用控制变量法对等离子体窗的密封特性进行了系统的研究。根据实验以及第三章模拟计算结果，表明影响等离子体窗密封气压的主要因素包括等离子体窗的放电电流、气体流量、直径和长度，其规律如下:　　增加气体流量可以近似线型的增加等离子体窗的密封气压;　　增加放电电流也可以显著的提高等离子体窗密封气压;　　增加等离子体窗长度有助于提高密封气压，但效果随着长度的增加会减弱，结合起弧距离的要求，等离子体窗长度应低于70mm;　　增加等离子体窗直径会明显降低密封性能。　　论文介绍了基于等离子体发射光谱的电子温度和电子密度的测量方法，文中采用了波尔兹曼平面法计算电子温度，利用氩等离子体Stark展宽经验公式计算电子密度。实验结果表面，等离子体窗内电子温度变化范围从9000K-17000K，随着电流增加而增加，随着气体流量的增加而近似线性的减小;电子密度在1015cm-3量级，并且随着电流的增加和气体流量的增加都会明显增加。　　总之，等离子体窗在实现高气压密封和减少气体流量方面非常有效，但是仍需要进行更多的理论模拟和实验工作，一方面优化等离子体窗结构设计，提高密封效率，另一方面还应开展更多等离子体窗应用实验的研究。提高大孔径等离子体窗的密封性能是以后的主要研究方向。