多体相互作用对高压固氦状态方程的影响

采用量子化学自洽场方法及原子团簇理论对固氦晶格原子势能进行多体展开，定量确定了最近邻原子间距R在0.26—0.175nm之间，短程的两体到五体相互作用对晶体结合能及压缩特性的贡献，并对不同间距下多体展开式的截断位置进行了讨论. 结果表明：当最近邻原子间距R在0.26—0.175 nm之间取值，在具有hcp相结构的晶格中，氦原子势能的多体展开式是一收敛的交错型级数，该级数中两体项、四体项为正值，而三体项、五体项为负值. 当R在0.26—0.23 nm之间取值时, 仅保留级数中两体和三体项就能很好地描述晶格原子势能；当R在0.23—0.20 nm之间取值，多体展式需要展开到四体相互作用项；当R在0.20—0.175 nm之间取值必须再加入五体项贡献. 考虑到五体相互作用后，理论计算已能圆满地解释目前固氦等温压缩数据，其最大压力达 60GPa. 关键词： 固氦 状态方程 多体相互作用     

用多次冲击压缩方法研究稠密氢氦等摩尔混合气体的物态方程

采用液氮冷却以及气体增压技术，制备了～30MPa及～90K初始状态的氢、氦等摩尔混合气体样品.以二级轻气炮作为加载工具，用不同灵敏度设置的两套多通道瞬态高温计系统获得完整、清晰的稠密氢、氦混合气体多次冲击压缩过程的光谱辐射强度信号.并建立起相应的实验数据处理和分析技术，获得了5—140GPa范围内氢、氦混合气体一至五次冲击雨贡纽物态方程，以及一次、二次和四次冲击温度实验数据.流体变分理论和离解模型用来分析和解释所获得的测量结果. 关键词： 氢、氦混合气体 多次冲击压缩 光谱辐射强度历史 物态方程     

LiH晶体中离子间多体相互作用与高压下状态方程研究

在计算LiH晶体结合能时,将离子间多体关联效应和离子压缩效应当作两个独立的物理机理同时引入晶体能量表达式,未引入可调参数而直接计算电子交换能.结果表明多体交换关联效应对体系的常压和高压特性都具有显著影响.当考虑最邻近和次邻近离子贡献时,等温状态方程的计算结果与实验观测数据在0—90 GPa压力范围相一致. 关键词： LiH晶体 状态方程 多体交换作用     

Reply to Comment on ‘Multi-shock Compression of Dense Hydrogen-Helium Mixture beyond 100 GPa＇

The data analysis method for the multi-shock experiments and the EOS model used in our recent Letter are inconsistent with what the comment conjectures and claims.     

固氪物态方程的关联量子化学计算

运用多体展开理论和量子化学方法—–超分子单、双(三重)激发微扰处理耦合簇CCSD(T)方法,首次系统地计算了面心立方固氪在较宽(从晶格平衡位置到体积压缩率超过3倍)区间的两体、三体和四体相互作用对结合能和物态方程的贡献大小,包括Hartree-Fock自洽场项和范德瓦耳斯长程关联作用项;并与实验数据进行比较.结果表明,在考虑到两体、三体、四体相互作用能后,多体展开理论以及CCSD(T)方法对平衡位置结合能测量数据0—130 GPa整个研究区间的实验物态方程数据都做出令人满意的描述.     

采用从头计算方法研究液态氦原子间等效对势

 提出了一种具有体心立方排列的原子团簇He₉模型，用于模拟液氦中邻近原子的近程平均分布特征，并运用量子从头计算方法和原子团簇理论计算技术，首次从理论上计算了液态氦原子间等效作用对势。计算给出的等效对势能较好地再现液氦的等温压缩线及冲击压缩线，所提出的液体等效结构的原子团簇模型能比较合理地描述液氦近程结构特征以及原子间多体相互作用规律。还将理论对势函数与经验Exp-6势进行了比较。     

四体相互作用对固氦压缩特性的贡献

运用从头计算自洽场方法和原子团簇理论计算了高压下固氦原子间的四体势分量.计算结果表明四体分量对结合能的贡献为正；随着压缩度增大四体势的贡献比例变大.采用两体、三体、四体势和Aziz吸引势计算固氦零温状态方程并与实验测量相比较，结果表明两体势对固氦的压缩性贡献了过多的正效应，加入三体分量的修正，仅在低于10GPa时理论值与实验值相符很好，但考虑了四体势修正后能将理论值与实验值符合程度提高到 27GPa. 关键词： 状态方程 固氦 四体势 从头计算     

固氖高压物态方程的量子理论计算

 运用Hartree-Fock计算方法和原子团簇理论,研究了高压下面心立方晶体氖中的二体相互作用、三体相互作用对中心原子势能及冷能的贡献。结合零点振动能,计算得到了固氖在4~208 GPa压强范围内的等温物态方程。结果表明,在较高压强区域内,等温压缩线与高压实验数据符合得非常好;在压强超过100 GPa的区域内,计算得到的等温压缩线较目前已有的理论研究结果系统地改善并提高了3%~5%,精确地解释了固氖的高压实验数据。     

Multi-Shock Compression of Dense Hydrogen-Helium Mixture Beyond 100 GPa

A cryogenic target system for preparing the dense gaseous samples is established on a two-stage light-gas gun and is applied to study the equation of state of hydrogen-helium mixture at higher pressures and at high temperatures by means of the multi-shock technique. The recorded optical radiation signal clearly indicates the beginning moments of the third-, fourth-, sixth-, eighth-, and tenth-shock processes, which are in good agreement with the predictions of the Mansoori-Canfield-Ross variational perturbation theory up to the observed ultimate state of 104 GPa.     

高温高密度氢（氘）的物态方程——离解效应研究

 高温高压下流体氢将发生离解化学反应，形成具有相互作用的氢分子和氢原子混合体系，此时粒子间的相互作用复杂。利用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型，将混合物粒子间的相互作用等效为单组分粒子间相互作用，从而简化了对体系的统计热力学处理；并由自由能函数极小化确定化学平衡时各组分含量、体系的内能、压强。研究了温度在10 000 K以下、密度在0.6 g/cm³以下（相应摩尔体积大于3.3 cm³/mol）区间的热致离解和压致离解现象对流体氢（氘）状态方程的影响。所得结果与双组分流体变分理论计算以及第一原理的分子动力学模拟、蒙特卡罗模拟结果以及二级轻气炮实验数据进行了比较，它们之间的一致性表明：用单组分流体近似的范德瓦尔斯混合模型处理氢（氘）分子的离解区域的物态方程是成功的。