Equation of State for Shock Compressed Xenon in the Ionization Regime:ab Initio Study

Quantum molecular dynamic (QMD) simulations have been applied to study the thermophysical properties of liquid xenon under dynamic compressions. The equation of state (EOS) obtained from QMD calculations are corrected according to Saha equation, and contributions from atomic ionization, which are of predominance in determining the EOS at high temperature and pressure, are considered. For the pressures below 160 GPa, the necessity in accounting for the atomic ionization has been demonstrated by the Hugoniot curve, which shows excellent agreement with previous experimental measurements, and three levels of ionization have been proved to be sufficient at this stage.     

“四靶串接”类氖锗软X光激光趋向饱和增益的理论研究

介绍了“四靶串接”设计思想,继对接方式之后,又提出了顺接方式来提高X光激光增益,使四靶总长度达到5.6cm。我们研制了程序系列来模拟这一实验,直接给出测点处的X光激光的强度。先用上轮“双靶对接”实验结果检验我们的程序系列,使得23.2nm激光线的结果与实验数据相符合,再用它模拟“四靶串接”实验。在实验之前,对各靶之间距离和角度,以及这些数据对实验结果的敏感程度作了预估,用以指导实验。实验结果证明理论模拟是正确的。23.2nm和23.6nm两条激光线已明显趋于饱和,其小讯号增益长度积GL分别达到18.3和17.6,有效GL分别达到16.4和15.7。X光激光的发散角已减小到3～4mrad,超过美国利弗莫尔实验室(LLNL)已发表的最好结果。     

高频波激发低频磁场和离子声波的重整化强湍动理论

本文给出了高温等离子体中高频波激发低频磁场和离子声波强湍动过程的重整化理论,以便改善通常的弱非线性处理方法,从Vlasov-Maxwell方程组出发,在Fourier表象中得到了包含“最发散”和“次发散”效应互相耦合的高频和低频传播于重整化方程组,从而获得了高、低频振荡粒子重整化分布函数和场的耦合关系。在“最发散”重整化近似下,我们求解了高低频传播子方程组,得到了展开到v₄(高频湍动场能密度与等离子体热能密度之比)一次方的近似解和重整化介电函数等表达式。然后,在Fourier逆变换下导得了我们所要的时空表用中重整化强湍动方程组。最后,作为一个说明重整化作用的例子,在一维稳态下求解了孤立子的形式。 关键词：     

激光驱动强流电子束产生和控制

在惯性约束聚变(ICF)电子束快点火物理方案中,需要超强拍瓦激光脉冲驱动MeV能量的强流电子束,并沉积数十kJ能量到压缩氘氚芯区。强流电子束的束流品质是影响点火成功的关键因素之一,为深入了解强流电子束产生物理过程,研制成了三维高性能、适应上万CPU核规模的并行粒子模拟程序,并开展了大规模数值模拟研究,探索了强流电子束的产生机制和输运规律。回顾了近几年来快点火研究团队围绕强流电子束产生和控制开展的研究,介绍了导致束流品质差的两大物理原因:预等离子体效应和束流不稳定性磁场的随机散射。针对这两个物理原因,提出了四种提高强流电子束品质的方法:(1)双层金锥靶减弱预等离子体的负面效应;(2)输运丝产生环向磁场准直强流电子束;(3)外加磁场导引强流电子束提高耦合效率;(4)抑制束流不稳定性以降低随机磁场对电子束流的散射。     

Jet-Like Long Spike in Nonlinear Evolution of Ablative Rayleigh–Taylor Instability

We report the formation of jet-like long spike in the nonlinear evolution of the ablative Rayleigh-Taylor instability （ARTI） experiments by numerical simulations. A preheating model k（T） = KSH[1＋f（T）], where KSH is the Spitzer Harm （SH） electron conductivity and f（T） interprets the preheating tongue effect in the cold plasma ahead of the ablative front [Phys. Rev. E 65 （2002） 57401], is introduced in simulations. The simulation results of the nonlinear evolution of the ARTI are in general agreement with the experiment results. It is found that two factors, i.e., the suppressing of ablative Kelvin Helmholtz instability （AKHI） and the heat flow cone in the spike tips, contribute to the formation of jet-like long spike in the nonlinear evolution of the ARTI.     

ALADIN热曲线的微正则系综分析

用微正则瞬时多碎裂统计模型分析了ALADIN热曲线.结果表明落在ALADIN热曲线温度平台(温度扭曲)附近的弹剩余核(热核)的理论代表点,并不落在相应弹剩余核热曲线的温度平台(扭曲)范围内,从而对ALADIN热曲线是否可作为核液气相变的证据提出质疑.     

等离子体中粒子与cavitons相互作用

从Vlasov-Poisson方程组出发,我们导出了电子慢变分布函数δF_e,慢变场E_s和快变场E之间耦合的动力学方程组,并在一维稳态下解析求解了这一方程组,从而获得了粒子分布函数与soliton作用关系;进一步讨论了高维下δF_e,E_s,E塌缩运动和它们的多个cavitons行为。 关键词：     

Scattering of light waves by electron electrostatic waves in laser produced plasmas

The propagation of light waves in an underdense plasma is studied using one-dimensional Vlasov-Maxwell numerical simulation.It is found that the light waves can be scattered by electron plasma waves as well as other heavily and weakly damping electron wave modes,corresponding to stimulated Raman and Brilluoin-like scatterings.The stimulated electron acoustic wave scattering is also observed as a high scattering level.High frequency plasma wave scattering is also observed.These electron electrostatic wave modes are due to a non-thermal electron distribution produced by the wave-particle interactions.The collision effects on stimulated electron acoustic wave and the laser intensity effects on the scattering spectra are also investigated.     

烧蚀瑞利-泰勒不稳定性线性增长率的预热致稳公式

烧蚀瑞利泰勒(RT)不稳定性增长的准确估计是惯性约束聚变(ICF)的重要研究课题.增大低温电子热传导系数以考虑烧蚀面预热效应时,烧蚀面密度分布得到改善,烧蚀RT不稳定性线性增长率的二维计算值明显降低,与美国利弗莫尔实验室的实验值符合较好.考虑烧蚀面预热效应后,Lindl公式γ=kg/(1+kL)-βkVa与二维计算值有较大偏差.在分析研究发生偏差原因的过程中,发现了预热情况的Atwood数变小致稳现象.在合理近似下,得到了烧蚀RT不稳定性线性增长率的预热致稳公式γ=Akg/(1+AkL)-2kVa.此公式     

神光Ⅱ装置上间接驱动烧蚀瑞利-泰勒不稳定性实验分析

在神光Ⅱ激光装置上开展了一系列辐射烧蚀Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性实验。平面靶烧蚀加速飞行轨迹实验结果与LARED-S模拟结果的比较表明腔壁辐射源能流明显小于激光注入孔的辐射能流,且辐射源的非平衡Planckian谱对靶的飞行轨迹和扰动增长有重要影响。实验分别观测到初始小扰动幅度烧蚀RT明显的增长和初始大扰动幅度尖钉变窄和气泡变宽的清晰物理图像。通过提高空间分辨率,实验获得了二次和三次谐波的增长数据,模拟结果与实验结果相符合。神光Ⅱ激光装置上开展的流体不稳定性实验考核了LARED-S程序的一维和二维计算。