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在间接驱动内爆实验中采用花生腔增强对称性调控 被引量:1
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作者 黄天晅 吴畅书 +10 位作者 陈忠靖 晏骥 李欣 葛峰峻 张兴 蒋炜 邓博 侯立飞 蒲昱东 董云松 王立锋 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期190-199,共10页
在100 kJ激光装置上开展了基于三台阶整形脉冲的间接驱动惯性约束聚变内爆实验研究.采用传统充气直柱金壁黑腔设计,在激光脉冲作用后期,腔内金等离子体运动对激光能量沉积和X光辐射场空间分布产生严重扰动,导致靶丸赤道驱动偏弱,形成不... 在100 kJ激光装置上开展了基于三台阶整形脉冲的间接驱动惯性约束聚变内爆实验研究.采用传统充气直柱金壁黑腔设计,在激光脉冲作用后期,腔内金等离子体运动对激光能量沉积和X光辐射场空间分布产生严重扰动,导致靶丸赤道驱动偏弱,形成不可接受的扁圆内爆.本文采用新型的花生腔设计,通过调节外环激光光斑及其产生的金泡的初始位置,补偿和缓解金等离子体运动对黑腔X光辐射分布产生的扰动影响,获得球对称的靶丸辐射驱动.在靶丸驱动辐射温度相同的条件下,由于驱动对称性得到显著改善,实验观测到花生腔内爆热斑接近球形,中子产额的测量结果与内爆一维模拟计算结果的比值(YOS)达到30%;而直柱腔内爆热斑呈现扁圆形状,YOS仅为13%.模拟计算和实验结果一致表明,在三台阶整形脉冲驱动内爆实验中,花生腔设计可以有效抑制外环金泡膨胀加剧产生的不利因素,增强辐射驱动和内爆对称性调控,并提高内爆性能. 展开更多
关键词 惯性约束聚变 间接驱动 内爆对称性
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视角因子方法在间接驱动ICF中的应用 被引量:6
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作者 周近宇 黄天晅 +3 位作者 蒙林 蒋炜 黎航 张海鹰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1053-1058,共6页
采用视角因子方法,对间接驱动惯性约束聚变(ICF)过程中从腔内壁辐射到靶丸表面的辐射进行了计算,并分析了激光原型装置上的一个实验的对称性环境。间接驱动ICF系统的不对称性一般来自于激光焦斑和腔体的几何结构,利用视角因子方法,计算... 采用视角因子方法,对间接驱动惯性约束聚变(ICF)过程中从腔内壁辐射到靶丸表面的辐射进行了计算,并分析了激光原型装置上的一个实验的对称性环境。间接驱动ICF系统的不对称性一般来自于激光焦斑和腔体的几何结构,利用视角因子方法,计算X光能量在腔体内的强度分布,将靶丸表面的驱动对称性表示成腔体结构和激光焦斑几何参数的函数。结果表明,采用该方法的程序模拟能够评估腔靶设计的主要参数。 展开更多
关键词 间接驱动 惯性约束聚变 视角因子 驱动对称性
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间接驱动快点火锥壳靶锥体材料燃料混合问题研究 被引量:3
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作者 周维民 单连强 +20 位作者 吴俊峰 蔡洪波 刘东晓 刘红杰 毕碧 张锋 王为武 吴凤娟 朱斌 吴玉迟 温贤伦 何颖玲 周沧涛 曹莉华 吴思忠 魏来 曹柱荣 袁铮 杨志文 谷渝秋 张保汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期151-156,共6页
与中心点火相比,快点火将压缩和点火过程分开,大大放宽了对压缩对称性和驱动能量的要求。通过在神光Ⅱ激光装置上开展了快点火锥壳靶预压缩实验研究,利用X射线背光分幅照相方法观察到了清晰完整的快点火锥壳靶内爆压缩过程,并利用阿贝... 与中心点火相比,快点火将压缩和点火过程分开,大大放宽了对压缩对称性和驱动能量的要求。通过在神光Ⅱ激光装置上开展了快点火锥壳靶预压缩实验研究,利用X射线背光分幅照相方法观察到了清晰完整的快点火锥壳靶内爆压缩过程,并利用阿贝反演结合剩余烧蚀质量的方法得到了不同时刻燃料密度、面密度分布数据,当前实验条件下获得的最大压缩密度和面密度分别为30g/cm3和50mg/cm2;为解决金柱腔M带对导引锥的预热以及由此导致的燃料-锥体材料混合问题,提出了一种在锥体表面镀低Z材料的方法,实验和辐射流体数值模拟结果验证了该方法的有效性,该方法的成功解决了间接驱动快点火激光聚变的重要关键技术问题。 展开更多
关键词 快点火 间接驱动 激光聚变 锥壳靶 燃料混合
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神光Ⅲ原型黑腔物理实验研究 被引量:5
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作者 杨冬 李三伟 +15 位作者 李志超 郭亮 易荣清 王哲斌 蒋小华 王峰 彭晓世 杨志文 陈韬 詹夏宇 邹士阳 张桦森 赵益清 霍文义 李欣 郝亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期115-128,共14页
总结了在神光Ⅲ原型激光装置上开展的一系列黑腔物理实验研究,从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性。用真空黑腔能量学研究获得了散射光、辐射温度和不同能段辐射流份额的定标规律,从能量学角度梳理和分析了整个激光黑腔... 总结了在神光Ⅲ原型激光装置上开展的一系列黑腔物理实验研究,从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性。用真空黑腔能量学研究获得了散射光、辐射温度和不同能段辐射流份额的定标规律,从能量学角度梳理和分析了整个激光黑腔相互作用过程。通过对黑腔中充入低密度低Z气体抑制了腔壁等离子体运动,明显减少了可能造成靶丸预热的金M带辐射流(1.6-4.4keV)份额。针对黑腔内部不同区域等离子体,研究了光斑区等离子体的运动,分析了其与电子热传导限流因子的关系;研究了冕区等离子体的运动,分析了不同充气等离子体条件对其的影响;在同一发次实验中同时测量了光斑区与再发射区的辐射流比值。 展开更多
关键词 激光聚变 间接驱动 黑腔物理 能量学 辐射流
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靶丸变形实验的多群扩散整体数值模拟 被引量:10
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作者 翟传磊 李双贵 +1 位作者 勇珩 古培俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1157-1160,共4页
神光Ⅱ装置上靶丸压缩实验中,黑腔长度的变化会影响靶丸赤道和两极受到的辐照强度,从而导致燃料区被压缩成不同的形状。介绍了辐射多群扩散建模下的辐射流体力学方程组及其数值方法。采用最近研制的二维总体LARED集成程序,对神光Ⅱ不同... 神光Ⅱ装置上靶丸压缩实验中,黑腔长度的变化会影响靶丸赤道和两极受到的辐照强度,从而导致燃料区被压缩成不同的形状。介绍了辐射多群扩散建模下的辐射流体力学方程组及其数值方法。采用最近研制的二维总体LARED集成程序,对神光Ⅱ不同长度黑腔靶丸压缩变形实验进行了整体数值模拟。结果表明辐射多群扩散建模可以反映腔内辐照均匀性变化情况,靶丸压缩形状与神光Ⅱ实验定性一致。 展开更多
关键词 间接驱动惯性约束聚变 辐照不均匀性 辐射多群扩散近似 辐射流体力学 LARED集成程序
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神光Ⅲ主机上球腔辐射场实验的三维数值模拟与分析 被引量:3
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作者 李树 陈耀桦 +8 位作者 姬志成 章明宇 任国利 霍文义 闫威华 韩小英 李志超 刘杰 蓝可 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期187-194,共8页
2015年在神光Ⅲ激光装置上开展了两孔球腔物理实验.利用三维隐式蒙特卡罗数值模拟程序模拟两孔球腔中的辐射输运问题,研究辐射场分布及其动态演化过程.数值模拟结果大多数与实验结果符合较好,但局部位置存在明显差异.分析了产生差异的... 2015年在神光Ⅲ激光装置上开展了两孔球腔物理实验.利用三维隐式蒙特卡罗数值模拟程序模拟两孔球腔中的辐射输运问题,研究辐射场分布及其动态演化过程.数值模拟结果大多数与实验结果符合较好,但局部位置存在明显差异.分析了产生差异的可能原因,提出解决措施及未来发展方向.综合数值模拟结果及其与实验结果的对比可知,三维隐式蒙特卡罗数值模拟程序具备较好的黑腔三维辐射输运数值模拟能力. 展开更多
关键词 球型黑腔 激光聚变 间接驱动 隐式蒙特卡罗
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激光产生X光的数值模拟研究 被引量:2
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作者 张钧 陈光南 +7 位作者 常铁强 裴文兵 尤希文 隋成之 徐少则 古培俊 章实 张兴宏 《计算物理》 CSCD 北大核心 1994年第1期1-8,共8页
本文对激光X光转换的主要物理过程和数值模拟程序概况作了概括性的介绍,给出了典型的物理图像和数值计算结果。在分析数值结果的基础上,对某些重要物理量作了规律性的研究,预估结果与实验测量值作了比较,它们在定性趋势和定量结果... 本文对激光X光转换的主要物理过程和数值模拟程序概况作了概括性的介绍,给出了典型的物理图像和数值计算结果。在分析数值结果的基础上,对某些重要物理量作了规律性的研究,预估结果与实验测量值作了比较,它们在定性趋势和定量结果方面都符合得较为满意。 展开更多
关键词 激光聚变 激光X光转换 数值模拟
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用BF_3探测器阵列测量"神光Ⅱ"辐射驱动DD中子产额 被引量:3
8
作者 陈铭 陈家斌 熊勇 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期793-795,共3页
利用激光辐射驱动充纯氘燃料的内爆靶丸,完成了'神光Ⅱ'激光装置辐射驱动内爆出中子实验.通过BF3探测器阵列测到了DD中子产额.中子产额103~105,测量误差±20%到±100%.实验结果表明:燃料中加杂质后,中子产额明显下降.
关键词 DD BF 激光辐射 实验结果 下降 中子产额 杂质 靶丸 激光装置 内爆
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激光惯性约束核聚变历程回眸 被引量:5
9
作者 谢兴龙 《安徽师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第2期103-109,共7页
惯性约束核聚变是获取聚变能的一种可能途径,随着更大型激光驱动器的建成,正在探索点火点附近的各种物理过程和实现点火的方式,以期未来可以实现真正的聚变点火,同时大型激光驱动器也推动了高能密度物理研究的发展,实验结果表明,当前惯... 惯性约束核聚变是获取聚变能的一种可能途径,随着更大型激光驱动器的建成,正在探索点火点附近的各种物理过程和实现点火的方式,以期未来可以实现真正的聚变点火,同时大型激光驱动器也推动了高能密度物理研究的发展,实验结果表明,当前惯性约束核聚变研究正处于困难和机遇共存的阶段,本文对惯性约束核聚变以及大型激光驱动器的发展历程进行回顾,并对实验的结果进行简单综述。 展开更多
关键词 激光驱动器 惯性约束核聚变 间接驱动 直接驱动
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辐射驱动燃料离子温度实验诊断
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作者 陈家斌 陈铭 熊勇 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期653-656,共4页
在'神光Ⅱ'激光装置首轮辐射驱动内爆实验中用一套超快猝灭闪烁探测器系统测量了聚变燃料离子温度.分别通过宇宙射线和内爆δ脉冲中子源标定了探测系统的时间响应函数.实验表明:'神光Ⅱ' 辐射驱动聚变燃料离子温度约为2... 在'神光Ⅱ'激光装置首轮辐射驱动内爆实验中用一套超快猝灭闪烁探测器系统测量了聚变燃料离子温度.分别通过宇宙射线和内爆δ脉冲中子源标定了探测系统的时间响应函数.实验表明:'神光Ⅱ' 辐射驱动聚变燃料离子温度约为2~3 keV. 展开更多
关键词 离子温度 猝灭 时间响应函数 聚变 脉冲中子源 宇宙射线 实验 闪烁探测器 内爆 激光装置
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激光间接驱动聚变中黑腔辐射温度的角分布
11
作者 张桦森 邹士阳 +2 位作者 赵益清 郑无敌 古培俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期87-93,共7页
通过理论分析和LARED多群辐射输运模拟研究了激光间接驱动聚变中黑腔辐射温度的角分布特点。研究发现,黑腔辐射温度角分布主要决定于光斑区与非光斑区的对比度、视野中光斑区的面积比例,以及体发射的份额。激光二维光环排布下黑腔辐射... 通过理论分析和LARED多群辐射输运模拟研究了激光间接驱动聚变中黑腔辐射温度的角分布特点。研究发现,黑腔辐射温度角分布主要决定于光斑区与非光斑区的对比度、视野中光斑区的面积比例,以及体发射的份额。激光二维光环排布下黑腔辐射温度角分布与二维LARED模拟结果非常一致。研究还发现,二维的LARED模拟能够有效地用于研究神光Ⅲ原型黑腔实验中三维光斑排布下的辐射温度角分布。通过缩小FXRD测量面积能够有效地提高黑腔辐射温度随角度的变化,从而降低辐射流测量误差对辐射温度角分布的影响。 展开更多
关键词 间接驱动聚变 黑腔 辐射温度 LARED
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Radiation Temperature Scaling Law for Gold Hohlraum Heated with Lasers at 0.35 mm Wavelength 被引量:4
12
作者 江少恩 孙可煦 +3 位作者 丁永坤 黄天晅 崔延莉 陈久森 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2005年第9期2328-2331,共4页
We have carried out the hohlraum experiments about radiation temperature scaling on the Shenguang-Ⅱ (SG- Ⅱ) laser facility with eight laser beams of 0.35#m, pulse duration of about 1.0ns and total energy of 2000J.... We have carried out the hohlraum experiments about radiation temperature scaling on the Shenguang-Ⅱ (SG- Ⅱ) laser facility with eight laser beams of 0.35#m, pulse duration of about 1.0ns and total energy of 2000J. The reradiated x-ray flux through the laser entrance hole was measured using a soft x-ray spectrometer. The measured peak radiation temperature was 170eV for the standard hohlraum and 150 eV for the 1.5-scaled one. We have derived the radiation temperature scaling law, in which the laser hohlraum coupling efficiency is included. With an appropriate coupling efficiency, the coincidences between experimental and scaling hohlraum radiation temperatures are rather good. 展开更多
关键词 INERTIAL CONFINEMENT fusion indirect-drive TARGETS X-RAY CONFINEMENT COUPLING EFFICIENCY PHYSICS BASIS ENERGY-LOSS NOVA LASER FACILITY LIGHT IGNITION
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我国激光间接驱动黑腔物理实验研究进展 被引量:6
13
作者 李三伟 杨冬 +61 位作者 李欣 李志超 郭亮 谢旭飞 况龙钰 张璐 霍文义 吴畅书 陈耀桦 宋鹏 张桦森 曹柱荣 胡昕 侯立飞 易荣清 蒋小华 李琦 宋天明 彭晓世 徐涛 理玉龙 邓博 邓克立 王强强 杨品 黎航 袁铮 魏惠月 刘祥明 查为懿 刘永刚 王哲斌 章欢 詹夏宇 陈黎 梅雨 陈韬 李晋 杨志文 杜华冰 车兴森 杨轶蒙 杨正华 景龙飞 何小安 李朝光 王鹏 于瑞珍 苏春晓 陈铭 崔延莉 王峰 刘慎业 杨家敏 江少恩 张保汉 蓝可 古培俊 邹士阳 郑无敌 刘杰 丁永坤 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2018年第6期3-20,共18页
本文介绍了近年来我国在激光间接驱动惯性约束聚变中黑腔物理实验研究的进展.我们在神光系列激光装置上开展了一系列黑腔物理分解实验和黑腔辐射场综合实验,从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性.为了提升精密化实验能力,... 本文介绍了近年来我国在激光间接驱动惯性约束聚变中黑腔物理实验研究的进展.我们在神光系列激光装置上开展了一系列黑腔物理分解实验和黑腔辐射场综合实验,从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性.为了提升精密化实验能力,对黑腔物理实验主要诊断设备进行了不断优化改进、精密标定和一致性考核,并对激光能量平衡和光斑稳定性的影响做了分析研究,针对神光Ⅲ原型装置从物理设计、诊断、制靶、驱动器等多方面不断优化完善,建立了黑腔能量学精密物理实验能力,获得了一套具有较高置信度的自洽的黑腔能量学实验数据,同时初步探索研究了六孔球腔、三轴柱腔、贫铀腔、泡沫金腔等新型黑腔的辐射场特性.最后介绍了2017年刚完成的黑腔Au泡膨胀特性和激光注入孔(Laser Entrance Hole,LEH)堵孔特性的实验研究.这些实验获得了多个可重复、可理解、互相自洽的实验数据,使我们对黑腔能量学和辐射场分布的影响因素和规律有了更深入的认识. 展开更多
关键词 间接驱动 惯性聚变 黑腔物理 能量学 辐射流
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间接驱动装置中柱形腔内激光束传输叠加特性研究 被引量:3
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作者 文萍 李泽龙 +1 位作者 钟哲强 张彬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期164-172,共9页
在惯性约束聚变装置中,激光集束在腔内的传输叠加特性对实现靶丸的有效压缩极为重要。为了更为深入地了解激光集束在腔内的传输叠加特性,针对典型的柱形腔结构及其光路排布,建立了真空腔内的光传输模型,数值模拟和讨论了多集束激光在腔... 在惯性约束聚变装置中,激光集束在腔内的传输叠加特性对实现靶丸的有效压缩极为重要。为了更为深入地了解激光集束在腔内的传输叠加特性,针对典型的柱形腔结构及其光路排布,建立了真空腔内的光传输模型,数值模拟和讨论了多集束激光在腔内的传输叠加情况。考虑到激光束的交叉重叠会带来交叉光束能量转移、激光等离子体相互作用等问题,提出通过确定集束间相互分离的特征面位置,进而从偏振特性和热斑占比等方面对多集束激光在腔内的传输及叠加特性进行分析。结果表明,多集束激光在腔内传输时,内环集束和外环集束激光先分离,之后内环相邻集束之间和外环相邻集束之间各自分离。单端集束在腔内传输过程中,其均匀性从靶腔注入孔到腔壁的过程中呈现先变差后变好、再变差的趋势,而热斑的峰值强度随着离焦量的增加不断减小,热斑所占的面积则先增加后减小。此外,激光束在腔内传输时偏振度随腔内传输距离的大小并无明显变化。 展开更多
关键词 激光光学 惯性约束聚变 间接驱动 柱形腔 传输 热斑
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部分相干平顶激光组束投射腔壁光强的分布特性
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作者 陈明玉 李小燕 +2 位作者 陈子阳 蒲继雄 林志立 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期159-165,共7页
建立了间接驱动过程中激光组束通过透镜在黑腔柱体中传输的模型。利用柯林斯公式,将各个锥环所有激光束投射到腔壁上的所有焦斑光强进行非相干叠加,研究其光强分布。详细分析了空间相干度、透镜聚焦F数、离焦距离对靶壁上焦斑光强分布... 建立了间接驱动过程中激光组束通过透镜在黑腔柱体中传输的模型。利用柯林斯公式,将各个锥环所有激光束投射到腔壁上的所有焦斑光强进行非相干叠加,研究其光强分布。详细分析了空间相干度、透镜聚焦F数、离焦距离对靶壁上焦斑光强分布均匀性的影响。空间相干度增大时,非相干叠加得到的亮斑光强度增大,光强起伏更剧烈,顶部光强分布均匀性变差;增大透镜聚焦F数,焦斑光场增强,光强振荡程度加深,光场分布更不均匀;而离焦量变大时,靶腔壁上的光强度降低,其振荡程度也减弱,光强峰值差值变小,顶部光强分布变得均匀。 展开更多
关键词 激光光学 叠加光强分布 广义惠更斯-菲涅耳衍射原理 间接驱动聚变 部分相干平顶激光束
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