混合物质高压状态方程的计算

介绍了在温度相同的条件下,混合物中各组元通过密度-压强迭代法,达到温度和压强平衡,再结合叠加原理,编程计算出混合物质状态方程。为验证该程序,对氘氚与氩按不同比例混合时的状态参量进行了分析。当氘氚中含少量氩时,计算得到的状态方程与纯氘氚符合较好;同样地,氩中含少量氘氚时的状态方程也与纯氩的很接近。这说明该程序是可行的。

微通道板2．0～5．5keV X射线透过率标定

在北京同步辐射383中能X射线束线2．0～5．5keV能段对微通道板（MCP）透过率进行了测量标定。实验表明，MCP在2．0keV的低能段处和5．5keV的高能段处的透过率较高，而中段较低。对MCP透射和X光在MCP毛细导管列阵中的全反射两种机制进行了物理建模，分别计算验证。结果发现：X光在毛细导管内掠入射会产生全反射，且能段越低反射率越高；MCP透过率特性正是MCP特殊的结构和材料造成的，为透射和反射两种机制共同贡献的结果，低能端主要来自X光在毛细导管中的全反射贡献，高能端主要来自透射贡献。

用Hugoniot数据计算高压状态方程

提出了利用Hugoniot数据、变形Morse势和Grtineisen模型来确定固体材料的高压状态方程的方法。该方法物理意义明确，表达式简洁。用此方法计算Au的高压状态方程，将所得的状态方程与Sesame数据库中Au的状态方程进行比较。发现在密度20～28g／cm3内两者吻合较好，相对误差在0～10％的范围内．表明运用Hugoniot数据结合Grtineisen模型计算材料的状态方程是很适合的。

小孔等离子体运动实验方法

在间接驱动惯性约束聚变的黑腔中,辐射烧蚀的高Z等离子体的流体力学运动过程对激光注入黑腔的效率、辐射场均匀性和通过诊断口的黑腔辐射温度诊断都有显著影响。为研究诊断口在黑腔辐射场中的等离子体缩口过程,用激光产生X光辐射加热低Z泡沫填充的金黑腔诊断口,以激光辐照钛平面靶产生的2～5keV高能段窄能区X光作为背光源,用X光分幅相机获得了源靶和小孔靶两种靶型的小孔等离子体运动过程图像,研究了X光烧蚀的小孔等离子体的流体力学运动过程,探索了定量测量小孔等离子体面密度的空间分布与时间演化过程的实验诊断方法,初步给出小孔等离子体的面密度。

金属靶背向超热电子运动特性的PIC模拟

利用柱坐标系下的二维PIC程序对金属靶背向超热电子束的运动特性进行了模拟,研究了超热电子的回流机制。通过对不同参数情况的比较,发现在单能情况下电子的出射率有振荡现象,而对于能量为Maxwell分布的电子,振荡趋于光滑。

引入守恒格式的自相似解进行ICF辐射驱动时变对称性分析

引入守恒格式的自相似解计算黑腔X射线能流时空分布,通过视角因子方法计算靶丸表面入射能流分布,从而进行惯性约束聚变辐射驱动时变对称性分析。分析了光斑运动、激光脉冲波形及靶丸装配偏差对靶丸辐照均匀性的影响。以二阶分量时间积分值为优化目标,最佳腔长计算值与内爆对称性调节实验结果相符,内爆腔靶组合参数扫描得到的最佳长径比与NIF目前实验值相当,模型有效性得到验证。

基于神光Ⅲ原型ICF中子活化样品“跑兔”系统运动特性的数值模拟

针对神光Ⅲ原型激光装置上中子活化样品的传递问题,研究并设计了“跑兔”系统。介绍了神光Ⅲ原型装置上跑兔系统的结构与布局设计,采用气动方程详细计算并分析了样品传输过程中气源压力、润滑剂粘滞系数及样品盒与管壁的间距变化对样品速度变化的影响。结果表明,跑兔装置可在2.24 s的时间范围内将样品传输到指定位置,基本达到了系统设计要求。数值模拟结果可对“跑兔”系统的参数选取提供数值参考。

用改进的透射光栅谱仪定量测量X射线能谱

利用最新研制的小型化透射光栅谱仪在"神光Ⅲ"原型实验装置上测量了激光注入金腔靶时激光注入口的X射线能谱,首次实现了在上极点附近对柱腔注入口辐射的测量,且实现对X射线的二维空间分辨和谱分辨的测量。改进后的透射光栅谱仪成像系统首次使用一种错位排布的狭缝阵列结构来解决因谱仪尺寸减小带来的能谱分辨问题,并同时达到提高系统空间分辨能力的目的,实现了ICF实验研究中对移动方便和高空间分辨的需求。

超短超强激光与薄膜靶作用的光学光谱

在SILEX-Ⅰ超短超强激光装置上,研究了30 fs,1.0×1019W/cm2超短超强激光脉冲与薄膜靶作用产生的发射光谱。对于3μm厚的铜靶,在激光沿靶面的镜面反射方向观测到二倍频和3/2倍频光谱,且都发生了红移。由红移量推测出等离子体反射面的后退速度约为2.6×108cm/s。对于200 nm厚CH靶,沿激光传播方向观察到超连续光谱,光谱波长范围从约300 nm延伸至约940 nm。利用MULTI-1D流体程序,模拟了超强激光的预脉冲与薄膜靶相互作用过程,结果表明,预脉冲对预等离子体的密度分布有显著影响,是导致实验观测光谱差异的原因。

出金属靶背超热电子回流的PIC模拟

自1994年Tabak提出快点火概念以来，与快点火相关的物理研究已成为激光惯性约束聚变（ICF）研究的前沿热点问题。在快点火方案中，超热电子的相关研究是目前最受关注的研究课题之一。

X射线相衬成像应用于惯性约束核聚变多层球壳靶丸检测

随着惯性约束核聚变(ICF)研究的逐步深入,尤其是氘氚(DT)燃料层球壳梯度掺杂的广泛应用,对轻物质界面的诊断需求日益增长.在北京同步辐射形貌成像站的微米CT机上利用类同轴相衬成像方法获取了三层球壳靶丸的相衬图像,最佳空间分辨率达到了2μm,衬度达到12%;通过分析边缘增强函数和衬度传递函数之间的关系,总结出一套完整的类同轴相衬成像方法,同时将相衬成像结果与吸收成像结果对比.实验结果表明,X射线相衬成像在轻物质界面的分辨中具有明显的优势,能够广泛应用于ICF研究、医学断层扫描CT装置和生物结构等前沿科学领域.

激光质子照相特性模拟研究

基于超短激光驱动的质子源的照相技术是传统质子照相技术的发展.使用FLUKA蒙特卡罗(MC)程序,依据激光质子源的特点,对质子照相进行了定量的模拟研究.通过对三种典型情况的模拟(半平面靶及台阶靶,激光惯性约束聚变研究用黑腔,磁场网格照相)分析了影响质子照相的主要物理因素,表明了激光质子照相具有对界面敏感,高空间分辨,对磁场敏感的优点.