电子束能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的计算方法

针对相对论电子束在高密度等离子体中的能量沉积过程,建立三维动量空间中快电子能量沉积的相对论Fokker-Planck方程的可计算物理模型,构造数值算法并研制数值模拟程序.通过与解析模型和蒙特卡罗模拟相比较,验证数值方法和程序的可靠性.在二维动量空间的模拟基础上,通过计算能量区间为0.5 MeV~3.5 MeV的快电子在背景密度为300 g·cm^-3的氘氚等离子体中的能量沉积过程,发现由于碰撞效应使平均散射角趋近平衡,三维动量空间计算快电子连续射程和穿透深度与二维结果基本一致.     

一种强流脉冲电子束入射角等效计算方法

对电子束能量沉积剖面的变化规律进行了解释,给出了由能量损失函数和能量沉积效率函数之积表示的定性的能量沉积函数表达式。在此基础上,给出了一种关于能量沉积剖面的电子束等效入射角计算方法,分析了方法所带来的影响和适用的范围,采用蒙特卡罗方法对等效结果进行了验证。证明该方法优于入射角的算术平均,尤其在靶材浅层与混合束符合较好。     

一种强流脉冲电子束入射角等效计算方法

对电子束能量沉积剖面的变化规律进行了解释,给出了由能量损失函数和能量沉积效率函数之积表示的定性的能量沉积函数表达式。在此基础上,给出了一种关于能量沉积剖面的电子束等效入射角计算方法,分析了方法所带来的影响和适用的范围,采用蒙特卡罗方法对等效结果进行了验证。证明该方法优于入射角的算术平均,尤其在靶材浅层与混合束符合较好。     

快点火中相对论电子束能量沉积的动理学研究

针对相对论快电子束在高密度压缩芯区等离子体中的能量沉积过程开展物理建模、程序研制和数值模拟研究。从等离子体粒子碰撞的基本物理出发,综合考虑了高能电子与背景等离子体之间的短程两体碰撞过程和长程集体效应,建立了相对论Fokker-Planck动理学模型,通过采用球谐展开的方法,推导得到了适于数值求解的方程形式并根据方程特点开展相应的数值算法研究及程序研制并完成了物理考核,对快点火能量沉积的典型物理算例进行了模拟研究,并针对即将在神光Ⅱ升级装置上开展的快点火物理实验进行了初步的物理分析。     

快点火中相对论电子束能量沉积的动理学研究

针对相对论快电子束在高密度压缩芯区等离子体中的能量沉积过程开展物理建模、程序研制和数值模拟研究。从等离子体粒子碰撞的基本物理出发,综合考虑了高能电子与背景等离子体之间的短程两体碰撞过程和长程集体效应,建立了相对论Fokker-Planck动理学模型,通过采用球谐展开的方法,推导得到了适于数值求解的方程形式并根据方程特点开展相应的数值算法研究及程序研制并完成了物理考核,对快点火能量沉积的典型物理算例进行了模拟研究,并针对即将在神光Ⅱ升级装置上开展的快点火物理实验进行了初步的物理分析。     

脉冲电子束对材料破坏效应的数值研究

利用Monte Carlo方法计算了电子束的能量沉积,用流体动力学方程计算了热击波的传播, 所用物态方程为GRAY三相物态方程。全部计算均由程序DRAM1D完成。讨论了波的传播规律, 并给出了铝材迎光面反冲速度峰值及比质量亏损与电子束的入射通量和能量之间的关系。     

脉冲电子束对材料破坏效应的数值研究

利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法计算了电子束的能量沉积，用流体动力学方程计算了热击波的传播，所用物态方程为ＧＲＡＹ三相物态方程。全部计算均由程序ＤＲＡＭ１Ｄ完成。讨论了波的传播规律，并给出了铝材迎光面反冲速度峰值及比质量亏损与电子束的入射通量和能量之间的关系。     

强流脉冲电子束与固体介质相互作用的研究

采用强流脉冲电子束轰击固体介质样品,研究了强流脉冲电子束与固体介质的相互作用。对晶体中出现的开裂和有机聚合物中出现的树枝状径迹进行了讨论,认为电子束的能量及电荷沉积导致了上述现象。     

模拟X射线热-力学效应电子束能谱的优化研究

实验室中主要采用电子束辐照来研究材料的热-力学响应规律,并以此为依据对材料抗核爆X射线的能力进行评估,此种评估方式忽略了电子束与X射线与物质相互作用中的差异,必然造成评估偏差。利用MCNP软件和约束最小二乘法,以1keV和3keV黑体X射线为优化对象,以电子束在介质中产生与X射线相同的能量沉积剖面为优化目的,对用于辐照铝、铜和钽三种材料的电子束能谱进行了优化计算,分别得到了它们的等效电子能谱。结果表明:等效电子能谱能够获得与相应的X射线一样的能量沉积剖面,可用作评估材料抗核爆X射线能力的依据;但等效电子谱与X射线和辐照材料均相关,应用中需依据辐照材料做出相应调整。     

相对论电子束在离子通道中的聚焦与输运

基于单粒子理论,描述了相对论电子束在离子通道中的聚焦输运过程,讨论了离子-电子密度比、相对论因子、束加速电压和入射电流等系统参数对电子束的聚焦半径、纵向聚焦位置的影响。研究表明,离子通道对电子束具有强烈的聚焦效应,束流在离子通道内的传输是类周期波动传输,随传输距离增加,聚焦点处的半径逐渐增加,束流的波动幅度逐渐减小。选择适当的系统参数,可调节束聚焦点位置和聚焦点半径的大小,实现电子束的长距传输并且减少电子束的耗散。     

电子束与等离子体相互作用中的反常效应

本文对强流相对论性电子束与靶等离子体相互作用的反常吸收效应进行了理论研究。从符拉索夫方程出发,导出了强流相对论性电子束双流不稳定性效应解,并进行了弱碰撞修正,得到了相应的等离子体波增长率,对不同情况下出现反常效应的条件及机制进行了研究和讨论。     

CALCULATION OF THE RELATIVISTIC CORRECTION ENERGIES OF Ne-LIKE IONS WITH ORBITAL POLARIZATION CORRECTION

This paper reports the theoretical calculation of Breit, self-energy, and vacuum polarization corrections in the Ne-like system using multi-configuration Dirac-Fock method with the orbital polarization. The relations of these corrections with the atomic number and the orbital symmetries are shown and the calculated correction energies are compared with other calculated results. Our Breit correction energies are all smaller by 1eV as maximum than the other theoretical Breit correction energies and the differences reveal ystematical relation with atomic number. It is found that the configuration interactions have great effect on Breit corrections while the orbital polarization has much smaller effect on Breit corrections. The self-energy and vacuum polarization obtained by our calculation are much different from that in previous literatures for some transitions.     

高温高密度等离子体和金属合金表面相互作用研究

本文介绍一台自行改装调试成功的9kJ高温高密度等离子体焦点装置(20kV,48μF)并利用它研究了金属铌、钼,Ni-Cr合金以及不锈钢等材料表面与等离子体的相互作用。借助于电子显微镜,俄歇电子能谱仪,X光衍射技术观测方法,获得了上述材料被焦点辐照瞬间的离子注入,单极电弧,溅射现象,Frenkel缺陷等重要物理过程的信息。对材料辐照损伤的机理作了初步讨论。     

不同材料和不同能通量条件下电子束喷射冲量的实验研究

 介绍了采用直接测量特定时间间隔系列和微型红外通光式传感技术的探头原理,在“闪光二号”电子束装置上进行的喷射冲量随不同材料和不同能通量而变化的实验研究。实验结果表明,在能通量大体相同时,A和B这两种特种材料的喷射冲量耦合系数分别只有LY-12铝的1/3和1/2左右。这说明此两种特种材料在受辐照条件下具有良好的降低喷射冲量的性能。     

强流相对论电子束在等离子体内引起的回流电流

本文用宏观处理的方法,研究了强流相对论电子束在等离子体内引起的回流电流效应。通过Fourier变换的方法,求得Maxwell方程组的电场表达式和回流电流的径向表达式。在4στ>>1的极限下,电子束通道内的回流电流和入射的电子束电流基本抵消。最后,比较了回流电流的焦耳热和束电子与等离子体粒子库仑碰撞的能耗值。     

激光和电子束表面强化技术的发展及其应用

激光和电子表面强化是当前引入注目的两种高新技术,文章系统地介绍了这两种技术的发展状况及应用,同时比较了二者的优缺点,最后,对目前存在的问题及未来的发方向作了简要的讨论。     

电子束辐照产生的热激波的数值模拟

 采用能量沉积解析法、材料低压本构关系及一维应变弹塑性流体动力学模型,对“闪光二号”电子束辐照硬铝产生的热激波的传播规律进行了数值模拟。结果表明,计算值与实测值基本符合。     

类锂硅离子能级结构与振子强度的理论计算（相对论DF模型）

用相对论性的ＤＦ方法与非相对论性的ＨＦ方法分别计算了类锂硅离子能级结构及振子强度、跃迁概率，考查了计算精度，对数值结果进行了理论分析并与其它结果进行了比较。     

电子束对LY12硬铝的损伤效应

对LY12硬铝受到电子束辐照时产生的热激波及材料的损伤破坏效应进行了理论计算,将计算值同实验结果进行比较,二者基本上是一致的。在研究中等能量沉积产生材料的破坏效应时,应适当考虑材料的熔化过程,所用的状态方程是GRAY三相状态方程,而在研究材料的损伤破坏时,我们修正了计及损伤效应的Bodner-Partom本构模型。