高密度流体He+H_2混合物物态方程研究

选择高密度流体He +H2 混合物作为研究对象 ,用Ree混合规则和vanderWaals单组分流体变分微扰理论加量子力学一级修正模型编制计算程序。作为对计算模型及其程序的检验 ,首先用已有的α exp 6优化势参数 ,计算了T =30 0K的He +H2 混合物的等温相平衡线 ,得到了与实验值和分子动力学 (MD)数值模拟一致的结果 ,然后进一步计算了 0～ 60GPa和 5 0～ 70 0 0K压力温度范围内的流体He+H2 混合物 (He∶H2 分别为 1∶1、1∶3、3∶1摩尔比 )的高压物态方程。与Monte Carlo模拟数据所进行的比较表明 ,在低温下 ,量子力学修正对热力学量的计算是重要的     

H_2+He流体混合物在部分离解区的物态方程

H2+He流体混合物在高温高压下由于氢的离解化学反应形成由H2,H,He三种粒子构成的混合体系,此时粒子间的相互作用较为复杂,离解能也会由于粒子间的这种复杂相互作用而降低.本文利用自洽流体变分理论来研究部分离解区H2+He流体混合物的高温高压物态方程,模型考虑了各种粒子间的相互作用及由温致和压致效应引起的离解能降低的自洽变分修正,并通过自洽流体变分过程对非理想的离解平衡方程求解得到粒子数密度分布,进而对自由能求导获得体系的热力学状态参量.计算结果与已有的冲击波实验数据、蒙特卡罗模拟及其他理论计算进行了比较.     

类硼等电子序列磁偶极M1 1s^22s^22p^2P_(3/2)—~2P_(1/2)能级间隔和光谱跃迁

采用相对论量子力学GRASP2程序,扩展平均能级EAL模型,有限核模型,考虑Breit和QED的高阶微扰修正,系统地研究了类硼等电子序列磁偶极M11s22s22p2P3/2—2P1/2(Z=10～100)光谱跃迁的精细能级结构间隔,跃迁概率和振子强度,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较。计算结果表明:在ICF高温高密度激光等离子体中磁偶极矩M1跃迁几率过程不容被忽视。     

使用通用状态方程计算流体热力性质和气液平衡

作者曾在文献[1]和[2]中分别提出了一个适用于包含极性流体的通用状态方程和新的混合法则。本文从这个方程导出了通用导数压缩性系数Z_P和Z_T的解析式,并用此计算流体热力性质;又使用该方程和混合法则与作者在文献[3]中提出的对量子流体临界参数修正相结合的对应态方法,计算高压含氢混合物的气液平衡。     

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。     

硼基态等电子序列磁偶极M1精细结构间隔和光谱跃迁参数

采用全相对论量子力学GRASP2程序,选取三电子组态1s22s22p, 1s22s2p2, 1s22p3,有限核费米模型,Breit和QED的高阶微扰修正,系统地研究了类硼等电子序列磁偶极M1 1s22s22p*"2P3/2-2P1/2( Z=10～100)光谱跃迁的精细能级结构间隔,跃迁概率和振子强度,计算结果表明1s22s2 2p和1s22p3组态之间存在明显的非动力学组态相关,采用三电子组态计算的精细能级结构间隔较单电子组态的计算结果有了显著的改善.     

SIMP钢中H对He热解吸行为的影响研究（英文）

为了初步理解核用结构材料中H对He行为的影响,以He离子单独辐照和He和H离子连续辐照作为对比,利用热释放谱(TDS)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了SIMP中H对He的热解吸和滞留行为的影响。TDS结果表明:He释放的主峰主要出现在1 198～1 222 K之间,对应于气泡的迁移释放机制。相对于He单独辐照,H的附加辐照使得He的释放峰向低温移动,且释放量增大。即H促进了He的热解吸。另外,H对He热解吸的促进作用与H的辐照剂量有关。当H注入的峰值浓度(原子分数)从5%增加到50%时,这种促进作用有所减弱。结合TEM和SEM结果发现:H的存在促进了TDS加热过程中材料表面的起泡行为,从而加速了He以气泡迁移机制释放的过程。     

混合物物态方程的计算

 在采用体积相加原理计算混合物物态方程的基础上,建立了一种物理模型确定混合物温度。根据混合物中各组分温度和压强平衡条件,采用压强-密度迭代方法计算给出混合物物态方程,编制了两种组分的混合物物态方程计算程序。为检验建立的温度模型的合理性及程序的有效性,分析了不同密度、温度状态的氢（H2）和钨（W）组成的混合物状态参量,计算了以下情形及其组合情形的混合物物态方程：H₂和W以不同质量比混合;质量比固定,单组分状态不同;温度区间和密度区间不同。研究表明:实际应用中在建立的混合物温度模型基础上确定的混合物物态方程是合理的。     

微孔中简单流体混合物扩散系数的分子动力学模拟与关联

为了了解简单流体混合物在微孔介质中的流动和传递性质 ,对微孔中氩和氪流体混合物的扩散系数进行了计算机模拟和关联模型研究 .运用平衡分子动力学方法模拟了宏量条件下饱和氩流体的扩散系数和恒温氪流体的扩散系数 ,模拟值与文献实验值符合良好 ,从而程序的正确性得到验证 .然后 ,采用类似Bitsanis等人的方法模拟了平板湿壁微孔中氩和氪等摩尔流体混合物在不同对比温度、不同对比密度以及不同对比孔径条件下的扩散系数 ,发现孔径很小的时候扩散系数会急剧的增大 .同时基于这些模拟值 ,参考CE理论和Heyes关系式 ,以对比温度、对比密度以及对比孔径为变量 ,关联出两个简单流体等摩尔混合物在微孔中扩散系数的计算模型 .模型的计算结果与计算机模拟值能够较好地吻合     

H2(v=3)+H2(He)碰撞中的转动能量转移

激发态Na2与H2碰撞,使H2(v=3,J=3)得到布居,在H2和He总气压为800Pa及温度为700K的条件下,利用相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）光谱技术研究了H2(3,3)与H2(He)间转动能量转移过程。改变CARS激光束与激发Na2的激光之间的延迟时间,测量He不同摩尔配比时H2(3,J)态CARS谱强度的时间演化,得到H2(3,3)的总弛豫速率系数分别为=(21±5)×10-13cm3s-1和=(5.6±1.6)×10-13cm3s-1。测量H2(3,J)各转动态的相对CARS谱强度,由速率方程分析,得到H2(3,3)+H2→H2(3,J)+H2中,对于J=2,4,转移速率系数分别为11±4和8.2±3.1cm3s-1。在H2(3,3)+He→H2(3,J)+He中,对于J=2,4,转移速率系数分别为3.1±1.2和2.1±0.7cm3s-1。对于H2(3,3),单量子弛豫׀∆J׀=1约占该态总弛豫率的90%。     

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Journal of Statistical Physics -     

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