氩等离子体物态方程的TF简化模型

对于高温高压下氩等离子体的电离度和物态方程,本文给出了一种基于Thomas-Feimi(TF)统计模型的简化计算新方法:首先将TF模型电离势的数值结果进行函数逼近,给出一个便于数值求解的计算电离度的近似计算方法,并由此计算了局部热动平衡下的氩等离子体在10～1000 eV高温范围内的物态方程.计算结果与国外报道的其他几种理论模型的计算结果均符合很好,与实验值也吻合较好.本文所提出的简单模型也适用于计算混合物物态方程,可以在电磁发射技术领域中的强电离等离子体中有更为广阔的应用前景.     

惰性物质等离子体物态方程研究

对高温高压下惰性等离子体的电离度和物态方程，给出了一种基于Thomas-Feimi(TF)统计模型的简化计算新方法，即首先对TF模型电离势的数值结果进行函数逼近，得出近似计算电离势的简单解析函数；在局部热动平衡情况下，假定离子数密度n(Z^*)为Z^*的连续函数，再由Debye-Hückel修正的 Saha 方程，得出了一个便于数值求解的电离度的近似计算公式，从而建立了一种惰性等离子体物态方程的简化模型，并对氦、氖、氩三种惰性物质等离子体进行了计算.计算结果与其他文献计算结果和实验值均符合很好.所提出的简单模型也适用于计算混合物物态方程，在高温高密度强电离等离子体领域将有更为广阔的应用前景.     

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。     

类氢氖基态电离势随等离子体温度密度的变化

采用自洽场离子球模型,研究类氢氖基态1s的电离势随等离子体电子温度及电子密度的变化规律,计算得到基态电离势的百分偏移量随等离子体电子密度的变化关系,拟合结果表明两者的对数值满足很好的线性关系.该结果对计算等离子体电离态分布及光谱模拟具有一定意义.     

金等离子体平均离化度随电子温度变化关系的研究

用Cowan的原子结构从头算程序和自旋轨道劈裂阵模型计算各阶电离的金离子能级和跃迁， 在碰撞辐射模型下求解能级布居数方程，计算给定等离子体密度和电子温度下等离子体中离子的分布，给出了平均离化度随电子温度的变化关系.发现稀薄的金等离子体中，在一定的电子温度范围内电子温度的升高平均电离度反而下降的反常现象.讨论了电离势对平均离化度的影响. 关键词： 金等离子体 碰撞辐射模型 布居数 平均电离度     

温稠密等离子体中Al12+离子的光电离过程

本文采用多组态Dirac-Hartree-Fock方法研究了温稠密等离子体环境中Al12+离子的光电离过程. 等离子体效应采用SM屏蔽势来模拟(Stanton和Murillo在2015年提出). 计算中固定标度温度1.3eV，在强耦合等离子体环境下，研究了等离子体密度对能级，连续态波函数以及光电离截面的影响. 通过与相同等离子体条件下的Debye-Hückel模型势计算的光电离截面对比，发现两种模型对应的结果中未同时出现势形共振峰，这是由于本文采用的屏蔽模型包含等离子体简并、有限温度对动能的梯度修正和量子交换关联效应，对光电离截面的大小和共振结构具有显著影响.     

温稠密铝等离子体物态方程及其电离平衡研究

温稠密物质的物性参数在惯性约束聚变能源、Z箍缩等高能量密度物理领域的实验结果分析和物理过程数值模拟等方面有着重要的应用价值.本文应用部分电离等离子体模型,在理想自由能的基础上考虑了库仑相互作用、排斥体积作用和极化作用等非理想特性,开展了温稠密等离子体物态方程和电离平衡的研究.计算了温稠密铝等离子体的压强等物态方程数据和在密度为1.0×10^-4-3.0 g/cm^3,温度为1.0×10^4-3.0×10^4 K范围内的粒子组分.计算结果显示,铝等离子体的平均电离度在临界密度区域内随着密度的增加而突然增大.根据非理想Saha方程中有效电离能这一关键参数,分析了铝等离子体平均电离度在临界密度区域内随密度迅速增大的现象.     

部分电离稠密氦等离子体物态方程的自洽变分计算

稠密氦在高温高压下将会发生电离, 电离能会因为原子、离子以及电子之间的相互作用而降低. 考虑He，He⁺，He²⁺，e之间的相互作用, 通过粒子化学势平衡得到非理想的电离平衡方程，用自洽流体变分过程对方程求解, 进而对自由能求导获得体系的热力学状态参量. 模型计算结果与已有的实验和理论计算相一致. 用此模型预测密度10^-3—10^0.3 g/cm³和温度4—7 eV范围的物态方程, 获得了压力在500　GPa以内的理论数据. 计算表明粒子间的非理想相互作用引起的电离能降低是出现压致电离现象的主要原因，在高温高密度物态方程的计算中必须考虑粒子间非理想相互作用对电离能修正的影响. 关键词： 氦 物态方程 部分电离等离子体 自洽变分     

稀有气体在电离区压缩特性研究

采用Saha方程加Debye-Hückel修正简单近似模型,给出了稀有气体He, Ne, Ar, Kr, Xe在电离区的物态方程以及离化度.计算结果与已有实验和理论计算进行比较,验证了模型的可靠性.通过对稀有气体等温和冲击压缩特性理论分析,讨论了其压缩和电离的规律性.论证了在稀有气体He, Ne, Ar, Kr, Xe中,气体Xe具有较好的抗压缩性.     

利用不同原子模型计算局部热力学平衡等离子体电离态(英文)

等离子体电离态分布是等离子体物理学中被广泛应用的重要物理量之一,而原子数据是电离态计算的前提.首先,利用Rubiano相对论性原子结构模型、Faussurier非相对论原子结构模型和高度简化的More模型,分别计算各种电离度的Fe离子能量.通过与自洽场结果的比较后认为,Faussurier模型给出的原子数据比较精确可靠.然后,再利用以上模型研究了局部热力学平衡Fe等离子体电离态随温度和密度的变化情况.计算结果表明,不同原子模型提供的原子数据对平均电离度的计算结果影响不大,但明显地影响等离子体中的离子丰度.本文对这些差异进行了物理分析.     

非理想氩等离子体电子密度和平均离化度理论研究

用SHM模型计算了非理想Ar等离子体在温度T为2.0eV、密度ρ为0.01~0.5g•cm-3的电子密度和平均离化度。研究了非理想Ar等离子体电子密度和平均离化度随温度、密度的变化规律,得到了在温度T为2.0eV、密度ρ为0.01~0.5g•cm-3非理想Ar等离子体的平均离化度小于0.5的结果。这表明非理想Ar等离子体的平均离化度非常低,大量的Ar仍然处于非电离状态。计算的结果还显示了平均离化度随等离子体密度ρ增加而减小的特征,并分析了减小的原因。     

超短脉冲强激光场中电子剩余能计算

为了控制光场感应电离等离子体的温度以使得基于光场感应电离机制的X射线激光辐射获得更高的增益值,利用准静态隧道电离模型,定量计算了电子剩余能量与激光偏振参量、波长(频率)、激光强度以及电离介质电离能的变化关系。计算结果表明线偏振短波长激光以及高电离能介质产牛的等离子体中电子剩余能比较低,因此适合用作复合机制X射线激光;对于低价离子存偏振度α介于0～1之间的某一处最高,因此,可以通过调整偏振度α,获得某一椭圆偏振光,会更有利于基于光场感应电离电子碰撞机制X射线激光增益的提高。     

圆偏振光场电离电子能量分布的计算

以准静态隧道电离理论为基础,建立了描述圆偏振光场电离电子能量分布的简单模型,与现有的理论计算及实验结果的比较表明,该模型数学推导简单,物理意义明显,可用于研究高电子温度和（或）较低电子密度的光场电离等离子体参数。     

不同电离度下大气等离子体粒子行为的数值模拟

利用一个空间零维大气等离子体模型对其中的主要粒子在不同电离度情况下的变化规律进行了研究.得到放电后不同初始电子密度下的电子寿命,同时给出了主要带电粒子和中性粒子密度随时间的演化.结果表明,电子密度随时间快速衰减,电子寿命随电离度的增大而减小.对一些重要的中性粒子(如O,N,O₃和NO)随电离度增大的行为进行了分析. 关键词： 电离度 大气等离子体 数值模拟     

非理想性参数在0.9～2.1区的氩等离子体物态方程研究

采用平面冲击压缩方法产生密度和温度都均匀的氩等离子体,根据辐射高温计记录和飞片速度的测定,通过阻抗匹配方法确定了氩等离子体的Hugoniot物态方程,等离子体温度在1.5 eV～2.6 eV范围,压力在0.2～0.8 GPa之间.计算表明,Saha-Debye-Hückel模型不适用于描述该密度区域的氩等离子体.本文采用Gryaznov模型的计算结果,测量值和理论计算结果符合较好.     

Ionization Equiibrium and Composition of a Dense Partially Ionized Metal Plasma

In the present work we determine the ionization equilibrium of dense tungsten, aluminum and iron plasmas by solving the Saha equations with corrections due to non‐ideality. The lowering of the ionization potentials is calculated on the basis of effective potentials by taking screening and quantum effects into account (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Electrical Conductivities of Nonideal Iron and Nickel Plasmas

Electrical conductivities of iron and nickel plasmas are calculated using a nonideal plasma ionization balance model that takes into account the excess free energy due to strong Coulomb couplings between charged particles in the pressure‐ionization regime. The electrical conductivities calculated for partially ionized plasmas are in fair agreement with data measured in exploding wire discharge experiments and effectively demonstrate the insulator‐metal transition near solid densities. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)