大气压低温等离子体射流基于其诸多优点，在杀菌消毒、促进伤口愈合、癌症治疗等生物医学领域已得到广泛应用。在这些应用中，预期的生物医学效应主要是通过射流中产生的活性粒子与生物组织的相互作用来实现。为了揭示等离子体射流的作用机理和探索等离子体应用的有效性，等离子体与活细胞相互作用的研究已经引起了极大的兴趣，而能够到达活细胞表面的活性粒子是等离子体在水溶液中传质过程中粒子间协同作用的结果。电子是等离子体射流中的重要粒子，在等离子体渗透进入水溶液的传质过程中起着积极的作用。因此，研究等离子体射流中电子的行为具有重要意义。
　　本文基于外施正极性脉冲电压的典型针板放电结构，使用一维PIC-MCC(Particle-in-cell Monte-Carlo collision)模型，系统地研究了大气压氩气和氦气低温等离子体射流子弹中电子角谱和电子能谱，以及它们的外施电压效应和电极间距效应，同时也特别关注子弹中的载能电子;对大气压氩气和氦气等离子体子弹中的电子角谱及载能电子作了比较研究。子弹中电子的散射角用电子散射方向与子弹传播方向的夹角来描述。本文工作取得了以下的创新性成果和结论:
　　1.氩等离子体射流
　　(a)子弹中的电子角谱接近于正弦分布，电子角谱的峰位位于大于90°的散射角处。随着子弹的传播，电子角谱的峰位逐渐向散射角减小的方向移动，即向着靶方向散射的电子越来越多。这样的演化特性归因于随子弹推进电子能量的减小。此外，在子弹接近靶体时，子弹中的电子角谱分布基本不变，这有助于估计最有可能与靶体相互作用的电子。在散射角大于90°和小于90°两个角区，电子能谱随时间演变规律基本一致，但小于90°的电子能谱的分布范围要小，因而相应的电子的平均能量要低。
　　(b)随着外施电压幅值的增加，子弹中电子角谱的峰逐渐升高，峰位向散射角增大的方向移动，即向着靶方向散射的电子随外施电压增加而减少。这一演化特征是由于外施电压幅值的增加引起空间电场的增强引起。提高外施电压幅值使得子弹中散射角小于90°的电子的占比略有下降，但却将能量大于氩的激发阈值的活跃电子的占比显著提高。因此，在等离子体射流的生物医学应用中，需要考虑两个比值的平衡，既有合适的电子密度也有合适的电子能量。当电极间距减小时，对子弹中电子行为的影响与增加外施电压时的一致。因此，可以通过调节外施电压或电极间距，实现对电子能量和电子密度的调控，二者效应相同。
　　2.氩、氦等离子体射流的比较
　　(a)在子弹的传播中，与氩相比，同一时刻氦的电子角谱相对地更偏向较小散射角一侧，这意味着氦射流子弹中有更多的电子向着靶体散射。造成这一差异的原因主要是氩和氦的不同的激发和电离阈值、不同的碰撞截面。
　　(b)对于氩和氦等离子体子弹中小于90°的电子散射角范围:活跃电子的占比，氦的要比氩的低，这也是氦的激发阈值较氩的高所导致;能够引起水分子离解电子吸附作用的电子占比，尽管氦的比氩的高，但由于氩射流子弹中这部分电子的密度更高，因此，这部分电子的总数，氩的要高于氦的。