Z箍缩动态黑腔冲击波辐射图像诊断

在"聚龙一号"装置上开展了单层钨丝阵加载重泡沫的动态黑腔实验,初步研究了Z箍缩动态黑腔中冲击波传播和黑腔形成的物理过程.获得了冲击波辐射环的演化图像,分析了丝阵等离子体与泡沫的作用过程及动态黑腔内的辐射特性.测得冲击波的向心传播速度为(14.2±1.7)cm/μs,冲击波平均宽度为0.8—0.9 mm.冲击波辐射环的发光强度沿角向分布的标准偏差约为±10%,中心黑腔区的标准偏差约为±4.2%.

压电式传感器在辐射冲击波测量中的应用

为了准确测量复合材料中的辐射冲击波,特别研制了一种大尺寸的石英保护环式压电冲击波测量传感器;利用冲击波在材料界面处的透射、反射原理,给出了正确的界面应力换算方法;应用该自行研制的冲击波测试系统,在“闪光二号”电子束加速器上成功地测量了一种碳纤维编织复合材料中的辐射冲击波,测量波形完整、信号信噪比高,测量结果表明该测量系统完全可以胜任强干扰环境中的辐射冲击波测量。

冲击波波后辐射效应对Richtmyer-Meshkov不稳定性增长影响的实验研究

辐射冲击波波后物质具有辐射属性,它通过扰动界面引起的Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性的增长有别于通常的冲击波.在高功率激光装置上开展冲击波波后辐射效应对界面不稳定性增长影响的实验研究,认识波后辐射对界面增长的影响过程及规律,有助于提高高能量密度条件下RM不稳定性演化规律的认识水平及预测能力.基于神光Ⅲ原型高功率激光装置,设计并开展了两种激光驱动条件下的界面流体力学不稳定性实验,研究波后辐射效应对界面RM不稳定性增长的影响.实验中在较高功率密度驱动条件下CHBr扰动样品未见明显的扰动增长,结合模拟分析发现较高功率密度条件下辐射前驱波波阵面和冲击波波阵面明显分离,辐射前驱波在冲击波到达扰动界面前烧蚀扰动界面,改变了界面的初始状态,界面不稳定性增长过程中密度梯度的增大和界面Atwood数的减小抑制了界面RM不稳定性的增长.

X射线辐射驱动冲击波的实验测量与分析

在腔内充ＣＨ 发泡材料，提高辐射驱动冲击波的平面性．利用楔形铝膜测量辐射驱动冲击波发光信号的条纹图像，从而获得冲击波速度和冲击波压力．利用冲击波速度与辐射温度的定标关系。

Z箍缩动态黑腔形成过程和关键影响因素数值模拟研究

在Z箍缩动态黑腔研究中,认识黑腔形成物理过程及主要特征,明确优化黑腔辐射的关键参数,是实验物理设计的重要基础.本文针对W丝阵填充CH泡沫转换体的负载构型,利用一维辐射磁流体程序,在8 MA驱动电流条件下开展了动态黑腔形成过程和关键影响因素的数值模拟研究.结果表明,丝阵等离子体与泡沫转换体相互作用产生局部高压力区是驱动冲击波传播和形成动态黑腔的关键物理过程.由于辐射超声速传播及其与冲击波波阵面的空间分离,产生了辐射温度较高而物质未受明显压缩的动态黑腔区域.丝阵等离子体碰撞泡沫转换体前的状态分布决定了动态黑腔辐射场的主要特征,可以通过改变负载参数调整并优化黑腔辐射波形.综合考虑黑腔峰值辐射温度和有效维持时间两个参数,选择匹配质量的丝阵和泡沫,使丝阵质量略小于泡沫,可以获得相对优化的动态黑腔辐射波形.同时,合适的丝阵/泡沫初始半径比也是优化动态黑腔辐射的重要影响因素.

加油站埋地油罐人孔井油气爆炸事故模拟实验

根据加油站实际工况,模拟埋地油罐人孔井内发生汽油泄漏时,挥发的油气在人孔井内积聚并遇到点火源发生爆炸的事故。埋地油罐内布置压力传感器,实验人孔井内布置压力传感器,人孔井周围布置热流传感器,以获得事故对埋地油罐、人孔井口人员及设备的影响数据。实验结果表明:爆炸在人孔井内产生的压力冲击波和热辐射冲击,会对人孔井口的人员造成严重伤害,但对埋地油罐罐内不会造成影响。油气闪爆后,人孔井盖可能处于关闭或打开两种状态,使得人孔井内火焰熄灭或形成稳定燃烧,燃烧限制于人孔井,对埋地油罐和周围设施影响较小。

间接驱动冷冻双壳层点火靶的设计和分析

双壳层靶中,由于燃料被高Z壳层包裹,其点火方式要求燃料整体点火,不同于单壳层中心热斑点火。结合点火条件和对于其中物理过程的认识,设计了间接驱动的冷冻双壳层点火靶。利用冷冻的氘氚(DT)燃料,可适当提高双壳层靶的燃料装量,获得和NIF装置条件下中心热斑点火靶相当的放能。间接驱动下,X射线烧蚀并驱动外壳层碰撞内壳层,把能量传递给内壳层,进而压缩和点燃冷冻的DT燃料。壳层碰撞过程是能量传递的关键,通过调整内外壳层的质量比,提高了碰撞效率,相应地降低了靶丸点火的能量需求。一维数值模拟分析了该点火靶的内爆过程及定性分析了其中的流体力学不稳定性。同时,也指出了泡沫中形成的辐射冲击波对内壳层的预热效应,即辐射冲击波的致稳效应,能够很好地抑制内壳层外界面处的不稳定性发展,进而会减弱高Z内壳层和燃料的混合。

揭开中子弹的神秘面纱

中子弹，又称加强辐射弹，或弱冲击波强辐射弹，是一种以热核材料氘氚聚变反应所产生的高能中子辐射为主要杀伤因素的小型、低当量的氢弹。据测算，1枚当量为1000吨的中子弹，在150米高度爆炸时，其瞬时核辐射杀伤半径可达800米，对坦克乘员的杀伤力相当于1枚当量1万吨的原子弹，而冲击波对建筑物的破坏半径约为550米，不及该原子弹的1／2；将爆炸高度降到120米高空时，离爆心2公里范围内的人员即使不会当即死亡，也会在一天到一月后死于放射病，可谓是杀人不见血、杀人不毁物。