氦-3热力学状态方程框架

本文构建了低温流体3He状态方程的总体研究框架,它以温度和密度为独立变量,采用Helmholtz能形式表述 3He的热力性质依赖关系。在此基础上,推导了基于Helmholtz能形式基本状态方程的各热力学性质表达式。     

氦-3状态方程研究进展第一部分:固-液、气-液饱和线以及临界区状态方程

宽温度和压力范围内的3He详细热力参数数据对进行极低温基础科学研究和制冷特性研究是至关重要的,但至今尚缺乏一个热力学统一的解析形式状态方程来准确描述1K左右到室温300K温区的3He热力学性质.在收集和整理各类研究3He热力性质文献的基础上,总结了3He固-液、气-液饱和线以及临界区状态方程的研究状况.这项工作不仅能为关心3He局部区域性质的研究人员提供总结,而且可为今后开发宽范围的3He热力学状态方程提供参考.     

利用量子对应态原理预测氦-3 p-v-T性质

利用量子对应态原理与Ne,4He的实验数据预测了3He的p-v-T性质。结果表明,在12-20K温区内,压力的计算值与Gibbons实验数据的平均相对误差是2.008%,最大误差是9.131%;在20-60K温区内,压力的计算值与Gibbons实验数据的平均相对误差是1.692%,最大误差是2.276%。获得了比较满意的预测结果。     

高温高压气体的状态方程与热力学性质

本文根据高温高压下气体分子要压缩的观点出发,提出了一个简单实用的高温高压气体状态方程,并用以研究和计算气体在高温高压下的热力学函数与性质.     

饱和液体氦-3的粘度性质

文中揭示了低温液态氦-3在其饱和蒸气压下粘度随温度状态参数变化的反常规律,首次提出了3He在0.003K至其临界温度3.3157K温区内完整的气液相平衡曲线粘度方程。该方程计算值与高精度实验数据偏差小于±0.7%,并且在极低温条件下光滑过渡为由量子理论预测的理论极限。这项工作是研究氦-3在整个温度和压力区间上粘度性质行为特性的起点,不仅是构建全区间粘度方程的重要边界,而且对于理解费米-狄拉克量子统计规律在低温下的作用规律具有指导意义。     

PR状态方程的二元混合制冷剂热力性质计算

基于PR状态方程法和剩余函数法建立了混合制冷剂在过冷区、两相区以及过热区的热力学参数计算模型,将混合制冷剂R410A的计算结果与NIST数据库进行比对以验证模型精度.在此基础上,对二元混合制冷剂CO2/R600a(33.546/66.454,mass％)在不同相区的热力性质进行了推算,其计算结果可以用于以CO2/R600a为制冷剂的制冷系统的热力计算分析和性能优化.     

甲醇专用状态方程的研究

本文在广泛搜集现有文献中甲醇各项热物性实验数据的基础上,开发出以Helmholtz自由能为显式、以温度密度为自变量的新的甲醇状态方程。该方程可适用于温度在176~710 K,压力不高于5000 MPa,密度不大于70 mol/I的区间。方程计算饱和液密度的不确定度在430 K以下为0.4%,430 K以上为0.6%。方程计算密度的不确定度在压0.1MPa以下区域为1%,100 MPa以上区域为3%,0.1 MPa与100 MPa之间为5%,而靠近临界点处达到10%。力程计算饱和蒸汽压的不确定度为2%。经分析,方程趋势合理,这表明方程在极高或极低的温度和压力下具有合理的外推性。     

采用对应态原理预测氦-3的p-v-T性质

本文以4He和Ne作为参考流体,采用四种对应态原理形式分别对氦-3的p-v-T性质进行了预测.结果表明,采用量子三参数对应态原理预测氦-3低密度下的p-v-T性质具有较高精度和较广的预测范围.     

液体氦-3的热导率性质

揭示了低温流体~3He的热导率在液态区随温度和压力两个状态参数变化的反常规律。综合该反常规律以及热导率在临界点附近的突变特性,首次提出了~3He在0.003 K至临界温度3.3157 K温区内完整的饱和线热导率方程以及压力高至20 MPa的压缩液相区热导率方程。方程计算值与实验数据相对偏差小于±1.5%,与高精度实验数据偏差小于±0.4%,并且在极低温条件下光滑过渡为由量子理论预测的理论极限.     

3He流体的低温输运性质综述

收集整理了400余篇文献中的3He流体低温输运性质(粘度和热导率)实验数据,总结并分析了3He流体低温输运性质的相关理论,为建立3He流体低温输运性质的方程及完善3He数据库(He3Pak)奠定基础,也可供3He低温研究人员参考。     

3He的低温物理特性及其应用

随着低温技术研究的不断发展和日益深入 ,3He已经作为一种有潜力的工质在科学研究中得到应用。采用 3He作制冷工质 ,可获得比 4 He更低的制冷温度和更大的制冷量。文中将介绍 3He的基本物理性质 ,总结 3He在低温下的特性表现、获取方法以及应用情况 ,以供参考     

Effect of He pre-plating on third sound in superfluid He

We recently reported observation of third sound resonances in superfluid films of pure ³He on a disk-shaped polished copper substrate. From the observed spectra of resonant modes, the third sound speed, the average superfluid density, and information on dissipation were obtained. The film thicknesses studied were larger than or comparable to the superfluid coherence length, which is near 100 nm. We describe preliminary results from efforts aimed at using third sound in thinner films on a substrate which has been coated with a few atomic layers of ⁴He.     

A possible quantum spin-liquid state in antiferromagnetic 2D solid He

A possible quantum spin-liquid state in the second-layer solid ³He adsorbed on graphite is discussed based on recent specific-heat measurements. This system is known as an ideal 2D nuclear magnet with spin . Because of competition between the multiple-spin exchanges and the triangular lattice structure, the ground state of the low-density antiferromagnetic solid can be highly frustrated without any long-range order.     

Nuclear magnetism of sub-monolayer solid He on graphite

Nuclear magnetization has been measured with NMR down to temperatures around 0.1 mK for sub-monolayer solid ³He formed on graphite preplated with two layers of HD. The data for the commensurate phase show no evidence of a magnetic transition and a rather slow increase of the magnetization even at ultra-low temperature (0.15 mK), much lower than the antiferromagnetic exchange interaction of −6.3 mK.     

D-3He系统的聚变点火燃烧过程

 对少高能中子的D-3He聚变系统的点火燃烧过程进行了解析研究，给出了D-3He聚变点火和燃烧条件，并用数值模拟方法计算了几个典型的物理模型，得到了有关的物理图象和一些主要计算结果。研究结果进一步论证了D-3He聚变系统是将来少中子聚变电站的最佳候选者。     

From sum rules to RPA: 2. 3He droplets

We investigate the excitation spectra of closed-shell ³He droplets using a flexible formulation of the RPA which has been presented in preceeding papers. The calculations are based on an energy functional which thorougly employs finite-range interactions. We compare the results for different stages in a hierarchy of approximations to the full RPA. We furthermore discuss the consequences of taking the zero-range limit of the present energy functional, i.e. of using Skyrme-type interactions.     

Nonlinear propagation of ultrasound in superfluid3He

After introducing the physics of sound propagation in normal and superfluid³He, nonlinear phenomena are discussed. These bear close resemblance to optical effects, including saturation of the absorption, amplitude dependence of the group velocity, pulse break-up, and pulse compression. Preliminary evidence indicates that above an input power threshold the sound pulses propagate in a solitonlike fashion. A naive sine-Gordon model does not explain the observations.     

D—^3He聚变动力可行性研究

本文首先简要地讨论D-3He聚变的物理要求并与D-T聚变作相应的比较,然后运用目前的约束定律和第一稳定区β极限,对计划的近期ETR规模装置(如CIT,TIBER,FER,NET)进行D-3He得失相当和点火实验的可行性研究,并对高径比第二稳定区D-3He托卡马克堆进行参数学研究,最后指出潜在的缩短商用化进程可能性。     

^3He超流相的发现——1996年诺贝尔物理奖介绍

美国Ｃｏｒｎｅｌｌ大学的ＤａｖｉｄＭ．Ｌｅｅ教授，Ｓｔａｎｆｏｒｄ大学的ＤｏｕｇｌａｓＤ．Ｏｓｈｅｒｏｆｆ教授和Ｃｏｒｎｅｌｌ大学的ＲｏｂｅｒｔＣ．Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ教授由于１９７１年发现＾３Ｈｅ超流相而荣获１９９６年诺贝尔物理奖，文章介绍了该发现的背景，过程及意义。