激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究

激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维(局部三维)大型LARED-S程序,并在长期研究实践中不断发展和改善.该程序模拟结果与不稳定性线性和弱非线性解析结果,以及非线性激波管实验结果都很好符合.应用这一程序,进行了大量数值模拟研究,结合理论模型分析,获得了大量流体力学不稳定性发展和演化的重要结果和物理规律认识.获得了具有不同密度、速度、磁场分布的Rayleigh-Taylor(RT)和Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的线性增长率,以及它们在不可压缩条件下的弱非线性发展的解析解,表明了两者在不同Froude数、密度过渡层厚度、速度剪切层下的竞争关系;通过数值模拟,发现弱预热条件下烧蚀RT不稳定性二次谐波非线性发展导致不稳定增长尖钉(Spike)断裂的重要过程;数值模拟进一步揭露了强预热条件下,烧蚀RT不稳定性非线性发展导致不稳定增长尖钉出现射流状结构,气泡发生加速;还发现强烈的电子热传导使初始单模扰动的KH不稳定性大大削弱,然而却可能使两模扰动非线性发展增大混合尺度.在神光II激光装置上开展了一系列烧蚀RT不稳定性实验.平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响.实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像.通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据.模拟结果与实验结果相符合.神光II激光装置上开展的流体不稳定性实验考核了LARED-S程序的一维和二维计算.在上述理论和实验认识基础上,进行了ICF聚变点火靶物理研究.主要研究靶丸内外表面单球谐模扰动、辐射不对称性、内爆热斑界面不稳定性、黑腔辐射M带以及氘氚(DT)主燃料低阶模面密度不均匀性等物理过程对ICF内爆流体不稳定性的影响.对于ICF间接驱动初始烧蚀层外表面和DT冰内表面的单模粗糙度扰动和辐射驱动不对称性扰动,获得了不稳定性增长规律,提高了热斑界面扰动增长对点火影响和黑腔M带X射线能谱对内爆稳定性影响的物理认识.模拟研究表明DT主燃料面密度不均匀严重影响内爆动能转换为燃料内能的效率和内爆惯性约束时间.研究结果不仅对研究ICF内爆点火有重要参考价值,而且对发生在天体和自然界中流体不稳定性的物理本质理解会有帮助.     

间接驱动内爆物理实验研究进展

激光惯性约束聚变(ICF)研究具有十分重要的实际价值和科学意义,同时也是依赖整体国力的大科学工程.内爆实验,集成理论、制靶、诊断和驱动器等多方面工作,是ICF研究水平的最终体现.我国从20世纪80年代实现激光驱动内爆出中子,到90年代至21世纪头十年实现以冲击压缩为主的近一维内爆,并且惯性压缩开始起作用,直至近期实现中等收缩比、方波驱动、以惯性压缩为主的近一维内爆,内爆实验水平不断进步,内能性能显著提升.随着神光-Ⅲ(SG-Ⅲ)装置的建成,同时在美国点火实验受挫的形势下,我国内爆实验向更高收缩比、更低燃料熵增的点火参数区间迈进,将面临重大机遇与挑战.     

双频上转换三维立体显示实时动态模拟

简单综述了双频上转换三维立体显示的研究现状．分析了上转换发光及其立体显示的物理原理,并通过计算机实现了静态和运动物体实时的动态的双频上转换三维立体显示模拟．     

ErYb:ZBLAN非晶中Er3+离子的光谱参数计算

由测量的ErYb:ZBLAN非晶的吸收光谱,计算了Er3 在ErYb:ZBLAN非晶中的强度参量Ωλ.并由此计算了激光能级的振子强度、自发辐射跃迁速率、荧光分支比和积分发射截面.