ICF研究中的Rayleigh-Taylor不稳定性实验用靶

 概述了当前研究Rayleigh-Taylor不稳定性增长实验所用的靶型情况。从实验用靶来看，调制靶的设计正从平面向立体发展，出现了球形和柱形等新靶形，制备手段包括精密机械微加工、激光束、电子束和离子束加工、半导体工艺和微米纳米技术加工等。根据对国外新靶型的研究，结合国内工艺条件和实验需求，对国内可能采用的靶型进行了研究探索。     

斜界面Rayleigh-Taylor不稳定性混合实验研究

 实验研究了不相溶流体斜界面Rayleigh-Taylor（R-T）不稳定性湍流混合区的混合不对称性特征。利用高压气体加速装有不同液体的箱体,加速度方向由轻液体指向重液体,此时界面是R-T不稳定性的。利用阴影测试技术,研究了初始倾角9°的ZnCl₂溶液/正己烷斜界面的演化规律,得出混合区内混合不对称、斜界面倾角渐增的规律。     

爆轰加载下高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性实验研究

金属界面不稳定性是内爆物理压缩过程中关注的重要问题,与传统流体界面不稳定性具有显著区别.由于相关理论和实验诊断技术的限制,目前该问题的研究还明显不足.为加深对金属界面不稳定性扰动增长行为的认识,本文建立了爆轰加载下高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性研究的实验诊断技术和数据处理方法,得到了扰动发展早期不同时刻界面扰动增长的X光图像.实验结果分析表明:在爆轰产物的无冲击加载条件下扰动波长基本保持不变,而初始扰动幅值越大,界面扰动增长的趋势就越明显;同时随着样品前界面扰动的不断发展,在样品的后自由面也出现了与前界面初始相位相反的扰动特征,即样品前界面扰动为波谷的位置所对应的后界面先运动而逐渐演变为波峰,而前界面扰动为波峰的位置所对应的后界面则演变为波谷;在5.26μs时刻,界面扰动幅值增长为初始值的700%左右,应变率达到了约105/s.结合数值模拟研究表明:在此情况下常用的Steinberg-Cochran-Guinan模型在一定程度上低估了高纯铜材料强度的强化特性,无法准确地描述强度对界面扰动增长的制稳作用,从而导致数值模拟结果要大于实验测量结果.     

平面调制靶瑞利-泰勒不稳定性初步研究

瑞利-泰勒不稳定性增长的准确估计是激光聚变的重要研究课题。在神光Ⅱ装置上,利用面向背光照相技术对正弦调制平面靶的瑞利-泰勒不稳定性增长进行了实验研究,得到了清晰的时空分辨图像;采用傅里叶变换取基模法和求波峰波谷差值法分析了实验结果;两种方法得到的靶扰动增长因子相同。实验中平面靶扰动增长较小可能是密度梯度致稳和烧蚀致稳抑制了扰动增长,也可能是扰动进入了非线性阶段而使增长不大。     

平面调制靶瑞利-泰勒不稳定性初步研究

 瑞利-泰勒不稳定性增长的准确估计是激光聚变的重要研究课题。在神光Ⅱ装置上,利用面向背光照相技术对正弦调制平面靶的瑞利-泰勒不稳定性增长进行了实验研究,得到了清晰的时空分辨图像;采用傅里叶变换取基模法和求波峰波谷差值法分析了实验结果;两种方法得到的靶扰动增长因子相同。实验中平面靶扰动增长较小可能是密度梯度致稳和烧蚀致稳抑制了扰动增长,也可能是扰动进入了非线性阶段而使增长不大。     

非理想流体中Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性气泡速度研究

在随气泡顶端运动的坐标系中, 通过将理想流体模型推广到非理想流体的情况, 研究了流体黏性和表面张力对Rayleigh-Taylor (RT)和Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性气泡速度的影响. 首先得到了RT和RM不稳定性气泡运动的控制方程 (自洽的微分方程组); 其次给出了二维平面坐标和三维柱坐标中气泡速度的数值解和渐近解, 并定量分析了流体黏性和表面张力对RT和RM气泡速度和振幅的影响. 结果表明: 从线性阶段到非线性阶段的全过程中, 非理想流体中的气泡速度和振幅小于理想流体中的气泡速度和振幅. 也就是说, 流体黏性和表面张力对RT和RM不稳定性的发展都具有致稳作用. 关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性 Richtmyer-Meshkov不稳定性 气泡速度 非理想流体     

磁场对激光驱动Rayleigh-Taylor不稳定性影响的数值研究

Rayleigh-Taylor不稳定性(RTI)作为流体和等离子体中基础的物理现象,在天体物理、空间物理以及工程领域扮演着重要角色.尤其在惯性约束核聚变(ICF)研究中, RTI等宏观流体不稳定性是不可回避的物理问题.本文利用开源的辐射磁流体模拟程序FLASH对激光驱动调制靶产生的RTI进行了二维的数值模拟,系统地考察和比较了RTI在无磁场、Biermann自生磁场、不同外加磁场情况下的演化.模拟结果表明, Biermann自生磁场和平行流向的外加磁场在RTI演化过程中基本不会改变RTI的界面动力学,而垂直流向的外加磁场对RTI以及RTI尖钉尾部的Kelvin-Helmholtz涡旋有致稳作用,其中磁压力起主导作用.研究结果为后续开展和ICF相关的靶物理研究提供借鉴,也有助于加深对流体混合过程的理解.     

神光Ⅱ装置靶丸内爆过程X射线背光照相实验研究

在神光Ⅱ装置上,8路激光注入金柱腔靶产生X射线驱动位于柱腔中心的DD靶丸内爆,第9路激光辐照Pd背光靶产生的L线X射线透视内爆靶丸,用针孔成像方式获得靶丸的透视图像,高速X射线条纹相机记录靶丸透视图像,建立了间接驱动内爆靶丸背光照相的实验方法,清晰地观测到了靶丸内爆的过程,对透视图像分析获得了内爆靶丸壳层运动轨迹和速度的实验数据,所获实验结果可用于间接驱动靶丸优化设计,还可用于内爆动力学数值模拟建模和计算结果的验证。     

黏性、表面张力和磁场对Rayleigh-Taylor不稳定性气泡演化影响的理论分析

采用理论分析的方法考察了磁场中非理想流体中Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性气泡的演化过程,在与磁场垂直的平面中,综合考虑流体黏性和表面张力的影响,推导了二维非理想磁流体RT不稳定性气泡运动的控制方程组,给出了不同情况下气泡速度的渐近解和数值解,分析了流体黏性、表面张力和磁场对气泡发展的影响,分析结果表明:流体黏性和表面张力能够降低气泡速度和振幅,即能够抑制RT不稳定性;而磁场对RT不稳定性的影响是由非线性部分引起的,并且磁场非线性部分的方向决定了磁场是促进还是抑制RT不稳定性的发展,     

激光驱动飞片超高速发射技术实验研究

介绍了影响激光驱动超高速发射技术的各种因素。分析了激光能量、激光光束空间分布对飞片发射速度及完整性的影响和飞片靶镀膜工艺对飞片速度及完整性的影响。结果表明：空间分布为“平顶型”的激光束有利于发射出完整的飞片。在膜与基底之间增加过渡层Cr可以大大提高膜与基底之间的附着力,从而提高飞片的发射速度。实验上利用波长1 064 nm、脉宽10 ns、能量835 mJ的激光使厚度5 μm、直径1 mm的铝飞片的发射速度达到10.4 km/s。大大提升了对微米级空间碎片速度的发射能力。     

Raman自由电子激光实验的理论分析

本文证明了Raman自由电子激光工作在谐振点附近时所出现的异常现象,是由于电子轨道发散所导致。文中还对辐射机理的识别进行了讨论。 关键词：     

平面调制靶的表面起伏图形研制

表面起伏靶是惯性约束聚变（ＩＣＦ）分解实验中的重要实验用靶。本文报导了采用离子束刻蚀和激光干涉两种方法制备初始微扰振幅和波长分别在几微米和几十微米范围的正弦调制形状；摸索了相应的工艺条件和工艺过程；用台阶仪及光学显微轮廓仪测微加工后的形貌；探讨了调制波长的精确控制与干涉工艺之间的关系。     

电子束泵浦注入锁定XeCl准分子激光理论模拟

模拟了强流电子束泵浦下,激光腔内的反应动力学过程,及不同注入时间、不同注入强度下注入锁定的激光生成、放大和输运过程。对实际非稳腔使用了一维伸展近似,并采用了预估—校正方法对光子输运方程进行求解。模拟结果表明,激光生成阶段,注入种子光源后,激光输出质量明显改善,使自发辐射部分受到了明显的抑制。得到了在不同注入强度、注入时间以及放大倍数下的激光输出的光谱特性,能量及各种效率的关系。发现锁定效果最佳时的注入时间出现在小信号增益峰值处。     

三光纤干涉型波分复用器的理论分析与实验

本文提出一种由三根长度不等的单模光纤作为干涉臂连接两个3×3耦合器而成的干涉型超窄三波分复用器,并对其进行了理论分析与实验研究文中给出了三角型3×3耦合器的传输矩阵及三根干涉臂的长度之差与复用波长的关系,并由此导出了整个系统的功率传输式理论分析与实验曲线基本一致我们实验样品的使用波段为155μm,波长复用间隔为16nm,插入损耗约06dB,三个端口的隔离度分别在13～16dB之间.     

氢的高密度等离子体物态方程

 采用Thomas Fermi（TF）方法,计算了氢的高密度等离子体物态方程,并引入TF等效电离度概念。等效电离度的计算结果表明,TF方法也可用于宽广温度、密度范围的等离子体物态方程计算,且在高密度区,其结果比活度展开法（ACTEX）和Debye-Huckel（DH）理论更为合理。     

X射线光电发射材料

分析Ｘ射线光电效应的特点,讨论俄歇电子和二次发射电子的产生机理。从“自由原子”模型出发,在理论上探讨Ｘ射线光电发射的原理,建立Ｘ射线光电发射的初步理论模型,讨论影响Ｘ躬一光电发射量子产额的几个特性参数,并对两上国际上常用的绝缘材料进行了计算,在此基础上提出了具有较高量子产额的全新硬Ｘ射线光电阴极模型。     

一维元胞自动机随机交通流模型的理论分析与计算机实验

在一维局部作用元胞自动机(CA)交通流模型中，引入刹车噪声与产生、消失概率，得到一个完全随机的CA交通流模型．利用平衡自旋理论对该模型的研究表明，当P_in＝P_out≠0时，初始密度分布不影响系统的最终状态，求得ρ_ｔ＝0.5；当满足条件P_in＋P_b＝1与P_in＝P_out时，得到简单的“线性”模型，该模型在条件｜1－2P_in｜＝1下，表现出长程相关，导致严重交通“阻塞”的出现．理论结果与计算机实验一致． 关键词：     

CDn体系DEPT谱线的理论研究

本文根据算符函数的幂级数展开,给出了描述高自旋弱耦合体系的积算符理论,并用来描述I_n S((1)/2)体系(其中I=1/2,1,…)的DEPT实验.给出I(1)_n S((1)/2)体系(例如CD_n)DEPT谱线的增益系数的普遍公式,并提出了用作图法得出谱线结构的方法.     

金刚石膜的厚度及背表面过渡层对热导率的影响

 采用微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）方法制备金刚石膜，研究了金刚石膜的厚度以及生长初期的SiC过渡层对其热导率的影响，给出了膜厚和背表面SiC过渡层减薄厚度与金刚石膜热导率的关系。     

场电子发射研究现状及理论概述

由于场发射研究日趋重要，文章就场发射理论的起源，研究现状进行了总结，介绍了电子在几种不同类型材料的场发射理论模型，并对理论本身存在的问题进行了述评，着重指出其理论缺陷的实质及完善的可能性。