“神光”Ⅱ黑腔物理分解实验

本项目主要关注金腔靶内辐射烧蚀等离子体运动对辐射场特性及其诊断产生的影响和抑制方法。黑腔诊断口附近金等离子体喷射容易造成堵口现象，对X光发射能谱特性和角分布测量产生不利影响。腔内金等离子体向心运动还会使入射激光光路偏折，从而改变着靶点位置和能量沉积区域，影响腔内辐射场分布。为便于实验诊断分析，采用半腔靶和静态充气腔靶两种分解靶型进行研究，分别对应以下研究内容：了解金腔靶诊断口附近等离子体喷射对X光诊断的影响和抑制方法；利用填充气体抑制腔壁金等离子体喷射，证实静态充气黑腔靶实验的技术可行性。     

稠密氦气辐射不透明度的实验研究

用二级氢气炮作为冲击压缩加载工具和多通道瞬态辐射高温计作为主要测量系统,测量了冲击压缩氦气等离子体的光辐亮度历史(初始温度293 K,初始压力为0.6 MPa和1.2 MPa两种).根据实测记录信号波形的有关特征量,计算得到了氦等离子体的光谱吸收系数κ(λ)和冲击压缩铝基板表面的光反射率R.结果发现:受冲击铝基板表面的光反射率～0.4(比其初始反射率0.8约降低一半),与Erskine的数据相同;对于光谱吸收系数的实测数据,本文目前未能给出合理的物理解释.     

天体辐射不透明度的实验室研究

天体辐射不透明是天体物理中一个非常重要的基本物理量，其理论计算结果的验证以往只能借助天文观测，激光技术的重大突破，使得天体物理学家可以在实验室里模拟天体等离子体中的辐射输运过程，这为更加深入地了解辐射不透明度提供了极好的实验手段。     

在低密度介质中的辐射传输实验

辐射在介质中的传输方程是十分复杂的，即使用数值求解也十分困难，由于吸收和发射系数与辐射场互相耦合，所以解辐射传输方程和速率方程需要迭代才行。在一些近似条件下，可以使问题简化，如果等离子体是光性厚的，那么扩散近似条件是实用的。另外当辐射传播速度比声速大得多的时候，物质来不及运动，物质中的压力也来不及拉平，而热量是沿着不动的物质流散的，辐射可以近似为在密度不随时间改变的介质中的传输。所以如果辐射在光性厚等离子体中的传输时，传输问题可以大为简化。     

柱压缩测量辐射不透明度靶的数值模拟

 用数值模拟研究用高功率强激光驱动柱压缩产生低温度密度梯度的高温高密度等离子体的可能性,研究了可能获得的高温高密度等离子体状态的范围,并估计了此类靶中Rayleigh-Taylor不稳定性和Richtmyer-Meshkov不稳定性产生的危害程度。结果表明柱压缩可以产生比较均匀的等离子体状态,可以用于辐射不透明度的实验测量。     

柱压缩测量辐射不透明度靶的数值模拟

用数值模拟研究用高功率强激光驱动柱压缩产生低温度密度梯度的高温高密度等离子体的可能性,研究了可能获得的高温高密度等离子体状态的范围,并估计了此类靶中Rayleigh-Taylor不稳定性和Richtmyer-Meshkov不稳定性产生的危害程度。结果表明柱压缩可以产生比较均匀的等离子体状态,可以用于辐射不透明度的实验测量。     

高Z元素辐射不透明度

基于Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ－Ｓｌａｔｅｒ自洽场平均原子模型，计算了中等及重Ｚ元素的辐射不透明度，并将计算值与其它理论值及实验值进行了比较。     

激光等离子体辐射不透明度的细致模型

细致谱线模型是等离子体辐射不透明度精确计算的理论方法,涉及到很多原子物理过程,需要计算大量的、精确的原子参数.在高温、稠密等离子体环境下,谱线展宽、组态相互作用、电离能下降等效应与不透明度的准确计算密切相关.文章重点介绍了目前作者在辐射不透明度细致谱线模型研究方面取得的进展情况,并且与国内外典型的实验和理论结果进行了对比.     

DTA模型计算高温Fe等离子体的辐射不透明度

使用DTA(detailed term accounting)模型计算了温度为20eV、密度为0.01g×cm^-3的Fe等离子体的辐射不透明度.对于处于局域热动平衡(local thermodynamic equilibrium,LTE)下的Fe等离子体,使用Saha方程计算出各价离子的丰度.使用MCHF方法得到了Fe离子的能级以及束缚-束缚跃迁的振子强度,考虑了Doppler展宽和碰撞展宽的谱线展宽机制,谱线线型采用Voigt线型.束缚-自由以及自由-自由吸收截面分别使用DCA及AA模型得到.所得的结果与美国Los Anamos National Laboratory(LANL)使用LEDCOP程序计算的结果进行了对比,两种结果符合很好.     

DTA模型计算高温Mg等离子体的辐射不透明度

使用DTA(detailedtermaccounting)模型计算了温度为 5 6eV、密度为 0 .0 1g/cm3 的Mg等离子体的辐射不透明度以及Rosseland和Planck平均不透明度 .对于处于局域热动平衡 (LTE)下的Mg等离子体 ,利用Saha方程计算出各价离子的丰度 .MCHF方法得到Mg各价离子的能级以及束缚 束缚跃迁的振子强度 ,考虑了Doppler展宽和碰撞展宽 ,谱线线型采用Voigt线型 .束缚 自由以及自由 自由吸收截面使用AA模型得到. The spectral resolved opacity of high temperature Mg plasma at a temperature of 56 eV and a density of 0.01 g/cm 3 is calculated by the detailed term accounting (DTA) model. Saha equation is applied to obtain the population distribution of the plasma in local thermodynamic equilibrium. Atom levels and bound-bound absorption oscillator strengths are obtained from a multi-configuration Hartree-Fock (MCHF) calculation that includes Breit-Pauli relativistic correction. After ...     

“神光”Ⅱ装置激光烧蚀驱动侧照明R-T不稳定性实验探索

R-T(Rayleigh-Taylor)不稳定性实验研究对于天体物理和ICF都有重要的意义。特别是侧向照明的诊断方案，物理上很直观实验上也相对容易实现因此受到各国的重视。2003年在“神光”Ⅱ开展了一轮打靶实验。     

X射线辐射输运分解实验研究

在“星光Ⅱ”激光装置上进行了X射线辐射输运分解实验研究.实验中利用高时空分辨的MCP选通X射线皮秒分幅相机和软X射线条纹相机从缝口观测腔内壁X射线辐射时空分布,得到X射线在腔中的输运速率、X射线持续发射时间和轴向强度衰减量;利用X射线CCD针孔透射光栅谱仪观测到腔内X射线辐射光谱随空间位置的变化,得到X射线在输运过程中被多次吸收和发射后谱的变化特征;用X射线二极管和亚千X射线能谱仪分别得到源和输运末端X射线辐射总量和辐射温度.介绍了实验中采用的诊断技术和实验方法,并给出了获得的典型结果. 关键词：     

稠密、冷铝等离子体的辐射不透明度研究

使用细致谱项模型、联合组态相互作用方法和R 矩阵方法计算了处于局域热动平衡条件下的稠密、冷铝等离子体的辐射不透明度 .组态相互作用方法用于获得束缚 束缚吸收截面所需要的偶极跃迁振子强度 ,R矩阵方法用于获得光电离截面 .对于温度在 6— 12eV、密度为 0 .36mg/cm3 的铝等离子体 ,计算得到的吸收系数在波长为 0 .35 1,0 .5 2 7和 1.0 5 4 μm处与实验结果符合较好 ,而温度在 3— 6eV时 ,理论计算比实验结果大. The radiative opacity has been investigated by using detailed term accounting approximation for dense, cold aluminum plasmas under local thermodynamic equilibrium. The configuration interaction scheme has been used to obtain the relevant atomic parameters for bound-bound absorption, such as excitation energies and oscillator strengths. R-matrix method has been used to obtain the photoionization cross sections. For aluminum plasmas of density 0.36 mg/cm 3, temperature of 6-12 eV, the...     

神光系列装置激光聚变实验与诊断技术研究进展

文章主要介绍了国内自2000年以来的激光惯性约束聚变(ICF)实验研究以及诊断技术研究的进展,主要内容为神光Ⅱ激光装置上的实验,也对刚建成不久的神光Ⅲ原型装置上的实验作简要介绍,此外,文章还介绍了神光Ⅱ和神光Ⅲ原型装置上近期发展的诊断技术和设备.文章作者在神光Ⅱ激光装置上开展了多项的物理实验研究,其中包括黑腔物理、内爆物理、流体动力学不稳定性、辐射不透明度以及辐射驱动冲击波等,并取得了重要的进展.在X射线单能成像、Thomson探针、无高级衍射的单级衍射光栅等新型关键诊断技术与尖端设备研制方面也取得了显著进展.     

物质辐射不透明度对恒星结构与演化的影响及其计算

简要介绍了恒星结构与演化的理论模型，回顾了物质辐射不透明度计算的发展过程，详细讨论了物质辐射不透明度对恒星物理理论方面许多重要问题的影响以及发展现状。并介绍了利用改进的平均原子模型来进行恒星物质辐射不透明度的计算结果。     

高温稠密金等离子体辐射不透明度的多极效应

使用平均原子模型研究了电四极及更高阶跃迁对高温稠密金等离子体辐射不透明度的贡献.计算并讨论了在不同温度密度条件下,电四极,电八极,电十六极跃迁对束缚-束缚跃迁的影响.计算了密度为96.405 g/cm3时,不同温度条件下,电四极,电八极跃迁对Rosseland平均不透明度的贡献.考虑了电四极、电八极跃迁后金等离子体不透明度的相对改变最大分别为4.67%和1.5%,并和其它文献的理论结果进行了比较.     

稠密氘和氢氘混合等离子体辐射不透明度的研究

用强平面激波对氘和氢氘等摩尔混合气体进行冲击压缩 ,产生密度约为 3.7× 10 - 3 — 7.0×10 - 3 g/cm3 等离子体.由记录的等离子体发光过程的上升前沿 ,确定了氘和氢氘等离子体光谱吸收系数随光学波长变化. Plasma is generated by passage of strong planar shock wave through gas. Initial experiments in deuterium and equal mol mixture of hydrogen and deuterium have been performed to produce plasma with 3.7×10 -3-7.0×10 -3 g/cm 3density. The variation of the opacity of the plasma with wavelength is measured by recording the risetime of the emitted light.     

辐射不透明度计算中含温有界原子结构理论的不确定度量化

以交换势的泛函表达式为核心,分析产生原子结构理论不确定度的主要原因,阐述辐射不透明度计算中含温有界原子结构理论不确定度量化的具体步骤,给出能级、矩阵元的不确定度量化计算公式,以及判定理论模型优劣的判据.以汞、金、铁元素为例,通过数值计算,根据对比分析,验证该不确定度量化方法的可行性.     

高时间分辨辐射温度测量技术

 通过对影响测量辐射温度时间分辨因素的研究,得出影响测量时间分辨的主要因素是系统的偏压、电缆的长度与带宽、衰减头的带宽和示波器的带宽与采样率。通过提高系统的偏压（3 kV）、缩短电缆的长度（2 m）、使用高带宽的衰减头（18 GHz）和高带宽（6 GHz）和2×10¹⁰／s采样率的示波器,在Silex-Ⅰ激光装置上进行系统的时间分辨测量,系统的上升时间为130 ps,时间分辨为215 ps。利用该系统,在上海神光Ⅱ装置开展的实验中,时间分辨好于215 ps,观测到了激光脉冲调整后辐射温度随时间的变化。