冷核聚变十五年

参考在美国麻省理工学院召开的第十届国际冷核聚变会议(ICCF 10)内容,对冷核聚变研究的现状作一简单介绍.国际原子能委员会(IAEA)分管聚变的官员(1995—2001年)T.J.Dolan在清华召开的ICCF 9国际会议上的总结会上提出五种重要的解释冷聚变现象的理论模型,其中有江兴流提出的涡旋动力学模型.涡旋动力学模型的主要论点在于:局域瞬态非平衡体系产生涡旋,而涡旋的内聚作用和极化效应,使体系内的粒子相互靠近,产生局域极化核反应和高度定向的轴向加速高能粒子.这种局域瞬态非平衡体系出现在电极微突起处或多层膜的非平衡点处.这一理论成功地解释了许多异常放热和核嬗变现象,因而受到了广泛重视.对涡旋动力学作以简单介绍. Many papers published in the 10th International Conference of Cold Fusion( MIT, Massachusetts .Aug. 2003) reveal the experimental results of excess heat with a few of products of nuclear reactions. Over the years it is become clear that there are new effects to be surfaced. Thomas J. Dolan listed several interesting theoretical ideas including the model of vortex dynamics proposed by Xingliu Jiang. This model says that excess heat and nuclear reactions in electrical discharge system and other transient...     

高等离子体密度区域的光子加速现象（英文）

我们测量了激光尾波场加速实验的透射光谱.与之前实验所不同的是,我们所采用的等离子体密度偏高.透射光谱同样呈现出低密度等离子体中光子加速现象的的两个明显特征,光谱加宽和频谱分裂.为了解释该现象,我们利用粒子模拟程序作了模拟计算,计算结果同样证实了高密度等离子体中只要有尾波场激发,同样能产生光子加速现象.利用该现象,为我们优化激光尾波场加速提供了一种新的方法.     

离轴高斯涡旋光束的深聚焦特性

基于德拜矢量衍射积分理论,对离轴高斯涡旋光束经过大数值孔径透镜后聚焦场的特性进行了研究,获得了离轴高斯涡旋光束深聚焦后复振幅分布函数,在此基础上对离轴高斯涡旋光束深聚焦场的光强和相位分别进行了分析.数值模拟结果表明:离轴距离的改变对高斯涡旋光束在焦平面上的光强分布和相位分布会产生影响,离轴距离的增加会加剧聚焦场光强在y轴方向上分布的差异,而离轴距离的符号决定了光强集中区域的方向.另一方面,与一阶离轴涡旋光束不同,高阶离轴涡旋光束经过深聚焦后会发生暗核分裂现象,出现多个相位奇点,奇点个数等于原始光束对应的拓扑荷数,且分裂后的奇点具有明显的对称性.研究表明,这种暗核分裂现象由大数值孔径透镜深聚焦引起.     

由动态Stark效应诱导的氢原子涡旋动量分布

采用强场近似方法,对处于两个具有时间延迟的圆偏振激光场中氢原子的涡旋状光电子动量分布进行了数值模拟。在两个延时激光脉冲的作用下,电子吸收光子后克服电离阈值,从基态经由两个不同的通道跃迁到连续态,产生的电子波包之间会发生干涉。模拟结果表明,所产生的光电子动量涡旋的旋向与两脉冲的偏振方向有关,涡旋臂的数目与激光载波频率有关。动态Stark效应是一种典型的强场现象。若在电离发生的同时考虑动态Stark效应,将会观察到动量涡旋的扭曲。对顺时针的动量涡旋及其扭曲进行分析,发现扭曲现象是由动态Stark效应引入的附加相位的时间非线性特性引起的。     

基于场变换理论的大角度涡旋电磁波生成方法

场变换是一种与入射角度无关的新型电磁变换方法,可对电磁波极化和阻抗进行调控.本文提出了一种基于场变换理论的大角度入射涡旋电磁波产生方法.基于该方法设计了一种用于涡旋电磁波生成的人工媒质,并通过对其仿真验证了所提出的方法.设计的人工媒质为多层环形结构,可以透射生成2阶涡旋电磁波,并且具有较好的入射角度稳定性,在60°斜入射时仍能产生涡旋电磁波.     

引力形状因子的介质修正

将引力形状因子推广到了手征费米子的情形,并由此给出了熟知的自旋-涡旋耦合.计算了量子电动力学等离子体中引力形状因子的辐射修正.发现形状因子中存在两个结构对费米子在涡旋场中的散射振幅有贡献,其中之一来自于费米子的自能修正,指向介质中自旋-涡旋耦合的压低;另一结构来自于对引力子-费米子顶点的修正,这一修正不能解释为势能,而是对应初末态的跃迁矩阵元.两个结构均对手征涡旋效应产生贡献.辐射修正总的效果是对手征涡旋效应的增强.本文的结果从形状因子的角度澄清了自旋-涡旋耦合以及手征涡旋效应的联系和区别.另外,讨论了上述结果在量子色动力学等离子体中的应用,结果暗示辐射修正可能对重离子碰撞的自旋极化现象有一定效应.     

基于射流冲击横流原理产生涡旋及其测量

采用射流冲击横流的方法产生涡旋,模拟水岸和流水域的涡旋生成.通过CFD软件模拟真实的水流,研究射流和横流不同流速比以及射水口的位置对涡旋产生的影响,确定涡旋生成的最佳参量.实验中在水槽里产生稳定的涡旋,加入红色泡沫颗粒实现涡旋可视化,并采用双摄像头和3D-PIV技术对涡旋的三维流场特征和结构研究分析,计算得到涡旋的速度环量场、线速度场、涡量场以及黏度.     

鈰铕铌酸锂的双光束耦合异常温度特性与结构相变

报道铕铌酸锂晶体双光束耦合在５５，７０和１１０℃附近出现的异常温度现象，该现象与晶体在这些点发生了结构相变有关，相变诱发出内电场，改变了空间电荷场的结构，影响了双光束耦合。采用唯象的办法给出相变电场随温度的变化公式，结合一能级单载流子带导模型给出了理论曲线，能很好地解释实验。推算出相变电场的数量级介于扩散电场和最大空间电荷场之间，为１０^５Ｖ·ｍ^-1。 关键词：     

高温超导热激活模型新论

本理论考虑了Ａｎｄｅｒｓｏｎ热激活模型中磁通涡旋线的反向跃迁，即从低势能向高势能的跃迁，解出高温超导磁通动力学的Ｍ￣ｌｎｔ关系，Ｅ（ｊ）￣ｊ关系，不仅使经典的Ａｎｄｅｒｓｏｎ热激活理论碰到的困难全部得到解决，而且解释了以前诸理论不能解释的实验现象。理论首次得到：在给定温度下Ｅ（ｊ）￣ｊ的正、负曲率，并给出正、负曲率的判据；严格的解出当ｊ→０时，Ｅ→０和ρ趋向常数。理论解释了到目前为止高温超导磁通     

瞬态涡旋动力学与非平衡体系中的异常核现象

根据实验现象和已发表的数据,对电解过程中的尖端效应、磁自收缩现象、阴极表面电化学双层的高能集中、极化核聚变的产生进行了分析研究.利用CR 39固体径迹探测器记录到电化学系统中高度集中而且准直的10MeV以上的异常高能带电粒子.提出了涡旋动力学理论解释电化学放电过程中的异常现象———过剩热和非平衡系统中的异常核现象. The tip effect, magnetism self-pinch phenomena, high energy concentration on the cathode surface, electrochemical double layer, and polarized nucleus fusion in the process of electrolysis have been studied and discussed. The high concentrated and straight charged particles with energy above 10 MeV in (electrochemistry) systems were recorded by CR-39 solid trace detector. The hypothesis of vortex dynamics is proposed for explaining the peculiarities of excess heat and anomalous nucleus phenomena...     

不同喷嘴组合超高压射流破岩钻进特性分析

本文对不同喷嘴组合方式时超高压射流井底流场特性进行数值模拟.根据得出的井底流场的速度矢量图和井底压力分布图,分析超高压钻头喷嘴组合形式对流场结构及钻进效果的影响.结果表明,三个垂直的边喷嘴组合破岩效率较高,但清洗井底效果不佳,冲蚀井壁严重;中心加-个喷嘴可解决清洗井底及冲蚀井壁的问题,但要求高压流体排量增加;两个垂直边喷嘴与-个中心倾斜喷嘴的组合及-个垂直边喷嘴和-个中心倾斜喷嘴的组合流场结构对钻进较为有利.     

高功率速调管电子枪热形变分析与测试

 国产50 MW速调管需要脉冲功率为120 MW的电子枪,其阴极为皮尔斯型储备式阴极,扫描直径为85 mm。利用ANSYS 对该速调管电子枪的温度场分布及结构的热变形进行了模拟分析。对于电子枪复杂的内部结构形态以及能量转换方式,分析了热传导方式对温度场的影响。在此基础上进行了温度场与结构变形的耦合分析,利用EGUN对电子枪形变前后束流光学特性进行模拟分析,并对模拟结果与高功率测试结果进行了分析比较。     

高功率速调管电子枪热形变分析与测试

国产50 MW速调管需要脉冲功率为120 MW的电子枪,其阴极为皮尔斯型储备式阴极,扫描直径为85 mm。利用ANSYS 对该速调管电子枪的温度场分布及结构的热变形进行了模拟分析。对于电子枪复杂的内部结构形态以及能量转换方式,分析了热传导方式对温度场的影响。在此基础上进行了温度场与结构变形的耦合分析,利用EGUN对电子枪形变前后束流光学特性进行模拟分析,并对模拟结果与高功率测试结果进行了分析比较。     

Heat capacity and entropy of two electrons quantum dot in a magnetic field with parabolic interaction

The thermodynamic properties of two electrons in two dimensional parabolic GaAs quantum dot are studied where both the magnetic field and the e–e interaction are fully considered. The e–e interaction has been treated by a model potential which makes the Hamiltonian exactly solvable. The energy spectrum is used to calculate the canonical partition function, and then we obtain the thermodynamic properties; mean energy, heat capacity and entropy as a function of temperature (T) and magnetic field (B).A steep transition from zero to 4k_B is observed in the heat capacity as a function of temperature for small values of magnetic field and saturates within a small temperature range, also the heat capacity has a peak-like structure at low temperature, while for high magnetic field heat capacity develops a shoulder at 2k_B then it approaches the saturation value with further increase in temperature. The entropy increases with increasing temperature, but at higher temperature, it remains almost independent of the magnetic field. It is shown that, at low magnetic field values, the effect of magnetic field on heat capacity is tangible and it attains a constant value with further increase in magnetic field. Entropy is almost linearly proportional with increasing magnetic field strength.     

聚焦区域高声强声场分布的测量方法研究

常用的声场分布测量是采用水听器扫描声场的方法,该方法对于声能量密度较大的声场难以测量,因为在这种情况下声振幅比较大,水听器在这种声场中呈现非线性或遭到破坏。设计了一种用辐射压力测量高声强声场分布的方法,该方法利用一根微细管,直接测量声场的冲流压力,通过对声场进行扫描测量可以得到高声强声场压力分布。从理论上分析了这种测量方法的可行性,对测量基本要求及实验装置做了阐述。实验结果证实:该方法可以用来测量高声能密度声场压力分布;测量结果与水听器测量结果基本吻合;测量方法存在测量盲区。     

激光驻波场中电子运动与能量分析

采用相对论Lorentz方程,数值计算了高能电子在线极化激光驻波场中的运动过程。计算结果表明,电子能量存在一个临界值,能量超过临界值的入射电子在驻波场中振荡运动的稳定平衡位置由波节变成波腹。在波腹处平行于电场入射的高能电子在强电场作用下速度和能量快速振荡,其振幅包络近似为余弦函数。而在波节处垂直于磁场入射的电子仅在Lorentz力作用下快速振荡,在穿过驻波中心前获得能量,穿过中心后失去能量,电子出射后能量均保持不变。     

MRI引导放射治疗中电子回转效应的蒙特卡罗研究

为了研究磁共振引导放射治疗对剂量分布的影响,采用蒙特卡罗方法研究了横向均匀磁场对6 MV光子束在4种不同人体组织材料与空气界面处因电子回转效应导致剂量分布的改变。模拟显示,对于电离能相近的几种材料,磁场对剂量分布扰动的差别较小,而且电离能较大的材料,这种扰动明显变小。结果表明,磁场的引入会影响光子束原有的剂量分布,且这种影响与材料的电离能有关。这意味着虽然磁共振引导放射治疗可以增强靶向精度,提高治疗效果,但磁场会导致光子束剂量分布的改变,且不同的组织这种改变也不相同,这将为相应的剂量算法研究带来了新的挑战。A Monte Carlo code was used to study the discrepancy resulted from the emergence of magnetic field in MRI guided radiotherapy. In this work, four different tissue phantoms with magnetic field and 6 MV photon were studied, and the dose distributions at the interface of phantom-air were evaluated. It is found that the differences of the dose perturbation are small between the materials with similar ionization energy. However, the dose perturbation decreased significantly for the material with high ionization energy. The results of this study demonstrate that magnetic field will change the dose distribution of photon beam and the dose perturbation associated with ionization energy of materials. It means that magnetic resonance imaging guided radiotherapy can enhance the target accuracy, but the magnetic field will change the dose distribution of photon beam, and the perturbation was not the same for the different materials of human tissue, it has brought new challenges for the research of dose algorithm.     

微波大气击穿阈值的理论研究

本文通过对使用有效场强(或均方根场强)得到的微波大气击穿阈值表达式进行讨论, 指出其推导中所做的假设及这些假设应用到微波大气击穿过程中存在的问题. 然后分别使用解析理论和数值模拟对微波大气击穿过程中的有效电子温度变化过程和击穿阈值进行研究, 并将其与直流电场进行比较. 分析发现在高气压下, 电子能量转移频率高, 有效电子温度随电场大幅振荡, 由于电离频率随有效电子温度的增长率大于电子能量损失随有效电子温度的增长率, 因此在高气压时, 微波大气击穿阈值低于使用有效场强的击穿阈值. 通过大量分析, 给出了理论推导和数值模拟得到的微波大气击穿阈值拟合表达式.     

The local field correction to the optical potential at high energy

A key assumption in the derivation of the optical potential for high energy hadron-nucleus scattering is that no target nucleon is struck more than once. The local field (rescattering) amplitude gives the probability for the projectile to strike a target nucleon twice with an intermediate interaction with another nucleon. This rescattering amplitude generates a correction to the basic high energy optical potential, and it must be small for the above assumption to be valid. We evaluate the local field correction to the optical potential using the formalism of Foldy and Walecka. The projectile-nucleon potential is assumed to have a finite range, and the target nucleons are kept sufficiently far apart by a hard core correlation function that there is no overlap between target particles, and all off-energy-shell effects vanish. With a specific form for the high energy behavior of the on-shell projectile-nucleon scattering amplitude, we find that the local field correction vanishes rapidly at high energy.     

Magnetic-dipole vortex generation by propagation of ultraintense and ultrashort laser pulses in moderate-density plasmas

A magnetic-dipole vortex is generated in the behind of an ultraintense and ultrashort laser pulse in a near critical density plasma. The vortex is self-sustained by its magnetic field pressure which expels background electrons, and resulting sheath field accelerates electrons to drive high amplitude electric current inside the vortex. The electron energy spectra shows nonthermal distribution with relatively high energy. The vortex is stable for a long period since it is in the electromagnetic equilibrium, whose structure and characteristics are explained by a simple analytical model.