近三相点温度低温固体氘的红外吸收谱

基于量子力学理论和D₂的零点振动能, 计算出了D₂的低模式能量, 分析判断出了发生振转能量跃迁概率最大模式. 利用自主研制的低温平面冷冻靶系统和低温红外测量系统, 制备出了光滑、均匀、透光性好的平面固体氘膜, 测得了其红外吸收谱. 其中吸收明显的峰位主要由于Q₁(0)+S₀(0), Q₁(0)+S₀(1), Q₁(0)+S₀(0)+S₀(1) 振动、转动模式构成.实验结果与理论计算结果一致.关键词：固体氘振转跃迁红外加热红外光谱     

液氢平面低温冷冻靶的红外吸收谱

利用自主研制的平面低温冷冻靶系统和低温红外光谱测量系统,测量低温条件下液态氢的红外吸收谱,得出基频Q1(0)吸收峰位在4237.3cm-1处,随着温度从19.75K降到16.75K,吸收峰位几乎没有发生移动,而吸收增强.基于量子力学的非简谐近似,研究了氢分子的振动频率,得出H2的红外吸收频率与实验结果值一致.     

低温下氘分子红外吸收特性研究

采用基于第一性原理的从头计算单双取代耦合簇方法并结合cc-PVTZ基组,计算了处于基态的(D2)3分子两种不同构型(D2d和D2h)的各种能量模式及其对应的红外谱图.利用自主研制的低温平面冷冻靶系统和低温红外光谱测量系统获得了低温下液氘的红外吸收谱.结果表明,实验测得的液氘红外吸收最强位置与理论计算得到的基态(D2)3分子的红外强度最大位置基本一致,且均为低模式Q1(0)+S0(0).     

红外光热效应在球形冷冻靶燃料冰层均化中的应用北大核心CSCD

基于激光惯性约束聚变对冷冻靶燃料冰层质量的要求和红外光热效应原理,研究了红外光对球形冷冻靶燃料冰层结构和空间分布的影响。研究结果表明:在波长为3140nm,输出功率为100μW的红外光辐射加热作用下,冷冻靶燃料冰层在结构上逐渐由多晶向准单晶转变,在空间分布上逐渐变得均匀,其光学图像上的表现为出现了背光亮环。通过对亮环的分析计算,获得了其冰层的均方根粗糙度值。     

定向红外光空间分布误差对冷冻靶温度场的影响分析

在惯性约束核聚变中,决定点火成功与否的关键因素在于靶丸内燃料冰层的均匀性,而影响靶丸内燃料冰层均匀性的主要因素为靶丸温度场均匀性.为了提升靶丸温度场均匀性,采用定向红外辅助均化装置实现对靶丸表面温度场的局部调控.在定向红外装置的运行过程中,红外光空间分布误差会影响到靶丸温度场的调控效果.建立了定向红外光线追踪与温度场计算耦合的数值模型,并与实验进行对照分析,确定了数值模型良好的计算精度.采用三维的冷冻靶物理模型,研究了不同形式的定向红外光空间分布误差对靶丸温度场的影响规律.结果表明:光轴偏心对靶丸温度场均匀性的影响最为剧烈,光带间距变化的影响次之,光带宽度的变化对靶丸温度场均匀性的影响最小.在实验中应当尽可能避免南北两侧光带光轴的偏心,从而保证靶丸表面温度均匀性,进而可以保证靶丸内燃料冰层的均匀性.     

ICF氘代固体靶的研制

 以自制全氘代苯乙烯单体(氘代率99%)为原料, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 经自由基本体聚合反应, 先制得全氘代聚苯乙烯, 最后采用乳液微封装技术制得了直径150～450μm、壁厚2～15μm、球形度≥99.5%、同心度95%～98%、表面粗糙度＜30nm的ICF固体靶用空心微球。介绍了制备工艺,并对全氘代聚笨乙烯分子量及其分布的控制,微球壁内气泡形成机理,微球储存稳定性等进行了初步探讨。     

ICF氘代固体靶的研制

以自制全氘代苯乙烯单体(氘代率99%)为原料, 以偶氮二异丁腈为引发剂, 经自由基本体聚合反应, 先制得全氘代聚苯乙烯, 最后采用乳液微封装技术制得了直径150～450μm、壁厚2～15μm、球形度≥99.5%、同心度95%～98%、表面粗糙度＜30nm的ICF固体靶用空心微球。介绍了制备工艺,并对全氘代聚笨乙烯分子量及其分布的控制,微球壁内气泡形成机理,微球储存稳定性等进行了初步探讨。     

燃料均化过程中红外光体加热率控制模拟

通过光线追迹程序对红外光在黑腔中的传播进行模拟,得到红外光聚焦位置不同时靶壳和燃料的体加热率。模拟结果表明:当燃料冰层实现均化时,相比靶壳,燃料吸收了少部分红外光能量。靶壳和燃料的体加热率随着红外光在黑腔上的聚焦位置而改变,聚焦位置偏移量的增加,靶壳的红外光加热率峰值对应的高度角逐渐变大,而燃料的红外光体加热率逐渐变小。因此,通过改变红外光的聚焦位置对靶丸以特定的体积热率加热,从而达到燃料均化所需的温度场。     

燃料均化过程中红外光体加热率控制模拟

通过光线追迹程序对红外光在黑腔中的传播进行模拟,得到红外光聚焦位置不同时靶壳和燃料的体加热率。模拟结果表明：当燃料冰层实现均化时,相比靶壳,燃料吸收了少部分红外光能量。靶壳和燃料的体加热率随着红外光在黑腔上的聚焦位置而改变,聚焦位置偏移量的增加,靶壳的红外光加热率峰值对应的高度角逐渐变大,而燃料的红外光体加热率逐渐变小。因此,通过改变红外光的聚焦位置对靶丸以特定的体积热率加热,从而达到燃料均化所需的温度场。     

氘平面冷冻靶制备技术研究

在激光惯性约束聚变（ICF）实验研究中,需要研究一些原子／分子（如氩、氢、氘、氚等）在低温冷冻状态下与强冲击波的相互作用,获得相关的状态方程实验数据。为此,需要创造一个稳定的低温环境,将这些在常温下为气态的原子／分子冷冻成固态或液态。美国已经建立了平面冷冻靶制备实验装置,并在OMEGA实验装置上利用液氘平面低温冷冻靶获得了其状态方程实验数据。     

飞秒激光氘团簇聚变

简要介绍了原子团簇的产生方法和特点以及激光惯性约束核聚变的基本原理,氚团簇在飞秒激光的作用下,大量吸收激光能量,产生了高离化态高能离子,从而实现了氚团簇桌面台式聚变。     

浅谈惯性约束核聚变

以煤、石油、天然气为代表的化石能源终将枯竭,基于核裂变反应的核裂变能源也由于安全性和核废料的处理等问题而不尽如人意。     

受控核聚变两大途径的对比与结合

目前人们探索受控核聚变主要是从两个方向着手：磁约束受控核聚变和惯性约束受控核聚变，但目前还无法判定到底哪一种途径更为可取，文章首先对这两种途径进行对比，指出各自的特点和困难，在此基础上提出了一种结构相对简单，成本相对较低的三轴六极磁镜系统设想，希望能将磁约束和惯性约束和惯性约束结合起来，以实现受控核聚变反应。     

Emission spectrum from an Al/Mg tracer in the blow-off region of a radiatively ablated capsule

A study of X-ray emissions from Al/Mg tracers buried at two different depths in a plastic shell is presented. The X-rays originating from the K-shell transitions of the Al/Mg ions begin to irradiate after the ablative heating wave has passed through the trace layer and are recorded with a streaked crystal spectrometer. Only emissions from the capsule with the trace layer buried at a smaller depth are observed. Hydrodynamic simulations and a collisional—radiative model including detailed atomic physics are used to investigate the measured spectrum. It is found that the effects of the radiative heating play important roles in the formation of the K-shell emission. The time correlation between the simulations and the measurements is obtained by comparing the measured time profile of the He α emission with the calculated one. The line ratio of Ly α to He α is also calculated and is found to be in fairly good agreement with the experimental data. Finally, the relation between the time profile of the He α emission and the ablation velocity is also discussed.     

高功率钕玻璃激光系统低时间相干光频率转换技术研究进展

低时间相干脉冲可有效提高激光与等离子相互作用中参量不稳定性的阈值,但高效频率转换难题是实现其工程应用瓶颈之一。系统分析了高功率激光驱动器已有的各类低时间相干脉冲频率转换技术的特性,并基于数值模拟和实验分析了部分掺氘DKDP晶体用于超辐射光倍频、三倍频的特性与工程应用可行性,结果表明掺氘17%左右DKDP晶体可以提高钕玻璃系统超辐射光的倍频效率,理论转换效率可达到约80%,10%梯度掺氘DKDP晶体则可实现5 THz带宽三倍频输出。