直线感应加速器加速腔物理设计与研究

简要介绍直线感应加速器（ＬＩＡ）加速腔物理设计的几个关键问题．讨论了加速电压及其平顶和腔参数的关系．对腔的耦合阻抗与束流不稳定性的关系作了概念性介绍，分析了降低耦合阻抗的途径．并给出两个加速腔设计原型．

多介质流体非守恒律欧拉方程组的数值计算方法

对多介质流体在界面处满足的Euler方程进行了探讨 ,方程组中增加了描述材料参数间断性质的对流形式非守恒律方程组。以波传播算法为基础 ,通过Roe方程近似求解Riemann问题 ,同时采用相同的数值差分格式求解流体动力学Euler方程组和界面方程组。该方法可以有效消除多介质流体在界面处压力、速度可能出现的非物理振荡。给出了部分典型一维和二维数值计算结果。

高压下顽火辉石的相态及其地球物理意义

利用ＢｉｒｃｈＭｕｒｎａｇｈａｎ有限应变状态方程和Ｇｒｕ¨ｎｅｉｓｅｎ状态方程，计算了钙钛矿型（（Ｍｇ０．８６Ｆｅ０．１４）ＳｉＯ３）和方镁石（（Ｍｇ０．８６Ｆｅ０．１４）Ｏ）与斯石英（ＳｉＯ２）混合物（摩尔比为１∶１）的Ｈｕｇｏｎｉｏｔ压力密度关系。将计算结果与实验数据比较后表明，在相同压力但不同温度的区域，上述两组相态都可能是顽火辉石的高温高压相态。但进一步通过与ＰＲＥＭ的比较和分析后表明，在下地幔压力和温度条件下顽火辉石的相态应该是稳定的钙钛矿型。

穿破甲有限元的几何非线性及物理参数的确定

在现有计算程序的基础上 ,引入有限变形几何框架及大变形条件下的Bodner Partom本构模型。同时 ,利用实验数据确定了材料的物理参数。计算与实验的对比说明 ,所给出的非线性几何计算及物理参数的确定方法可用于穿破甲过程。

一种体积物态方程物理基础的讨论

对体积物态方程v -vc=(R/p) (h -hc)的物理基础进行了讨论。给出了该方程的一个统计力学形式证明 ,从而给出了方程中物质参数的微观定义 ,亦即给出了该方程的具体表达式。在R =R(p)假设下 ,给出了方程中物质参数的热力学表达式 ,通过分析其与Debye理论下的对应态定律的一致性 ,证明了该假设的近似合理性 ,从而也就证明了该方程的成立并不受其建立时所依据的定压比热为常数这一过强条件的限制。进一步地 ,通过与物质参数热力学表达式常压实验值的比较 ,指出了单纯的R =R(p)假定存在一定的局限 ,该局限引起的偏差随温度的升高而增大 ,在常压下的高温区间 ,该偏差在 2 0 %左右。

球形钨合金破片终点弹道性能实验研究

实验研究了球形钨合金破片的速度衰减规律、爆轰驱动下的变形和破碎、对半无限钢靶的侵彻以及对薄钢靶的贯穿。结果表明:(1)破片长距离(120m)飞行时的衰减系数为常数,阻力系数与破片初速成线性关系;(2)在爆轰驱动下,直径为6.0和7.5mm的破片破碎率为2%～3%,而直径为8.5mm的破碎率为45%;(3)破片长距离飞行后仍有很强的穿甲能力。

12MeV直线感应电子加速器

１２ＭｅＶ直线感应电子加速器（ＬＩＡ）是经１０ＭｅＶＬＩＡ能量升级和系统改进而来，该机通过在１０ＭｅＶＬＩＡ加速末端续接四个加速组元并调整脉冲功率系统，将输出的电子束的能量升级至１２ＭｅＶ；同时，重新设计的输运磁场分布及聚焦系统更趋于合理，使经１０ＭｅＶＬＩＡ升级和改进后的１２ＭｅＶＬＩＡ，打靶电子束能量达到１２ＭｅＶ，束流约２．６ｋＡ，脉冲半高宽约８９ｎｓ，焦斑约４ｍｍ。

高增益螺旋形爆炸磁通量压缩发生器

从爆炸磁通量压缩发生器的工作原理和有效利用炸药能入手，探讨爆炸磁通量压缩发生器运行性能的影响因素和设计制造过程应注意的问题。

用双灵敏度VISAR测量铜飞片自由面速度

用双灵敏度VISAR干涉仪测量了在冲击波和爆轰波驱动下 ,铜飞片自由面的连续速度。干涉仪有两种条纹常数 ,每个条纹常数和相应的条纹计数同时用于产生一个速度历史。通过比较两个速度历史并结合其它条件 。

冲击波加热的氦气与氩气对电探针导通的影响

用炸药透镜加载装置观察到置于氦气与氩气中的电探针回路有不同的导通现象。基于一维冲击波和局域热平衡假设 ,分别计算了两种气体的冲击状态参数。当飞片速度在 3～ 5km s范围时 ,理论估算的氩气电离度超过 1% ,这说明氩气的电离已引起了探针回路的提前接通 ,而氦气几乎没有电离 ,对探针能起到很好的保护作用。

多级串联式超高速飞片装置实验研究

叙述了有关多级串联飞片速度的实验研究。首先做了预备实验 ,测得了2 0 0mm炸药驱动钢飞片撞击靶板时的平面范围。设计了测量多级飞片速度的实验装置 ,采用电探针方法 ,在一发实验中同时测量了三级飞片的速度。实验测得 :初级飞片速度为 4 87km/s,1mm厚次级钢飞片速度达到 7km/s ,0 .2mm厚末级钼飞片速度接近 10km/s。

水泥砂浆石在准一维应变下的动态力学性能研究

以改进的SHPB被动围压试验方法 ,研究了水泥砂浆石在准一维应变下的动态力学响应。分析讨论了试验结果与围压套筒材料性质、几何尺寸等的关系。得到了水泥砂浆石的动态泊松比、动态杨氏模量、动态压缩强度。分析了试验中的摩擦力效应及其对围压下轴向应力应变关系的影响 ,完成了对材料弹性常数的修正。

钽在冲击载荷下的动态力学特性

在对称碰撞实验中 ,用VISAR测试系统记录了自由面粒子速度剖面。结合材料常压弹性纵波声速的测量 ,利用冲击加载的双波结构 ,测量了钽在 30GPa以内的冲击波速度 ,给出了线性相关性非常好的D up 关系 ,并与高压下的测量结果作了比较。同时对由自由面粒子速度剖面来计算层裂强度的模型进行了讨论 ,发现模型差异对钽的层裂强度的影响超过 30 %。

含铝炸药爆轰产物JWL状态方程研究

对ＲＯＴ９０１含铝炸药进行了爆轰产物ＪＷＬ状态方程研究。对ＲＯＴ９０１炸药进行了２５ｍｍ和５０ｍｍ两种装药直径的圆筒试验，测试了圆筒膨胀过程的Ｒｔ关系。由冲击Ｈｕｇｏｎｉｏｔ关系和参考的ＰＯＰ关系拟合了ＲＯＴ９０１炸药的反应速率。对两种装药直径的圆筒试验进行了综合分析和二维数值模拟计算，综合评估了ＲＯＴ９０１的作功能力和圆筒试验的特性。通过对两种装药直径圆筒试验圆筒膨胀过程的解析分析计算和二维数值模拟，确定得到了ＲＯＴ９０１含铝炸药爆轰产物ＪＷＬ状态方程参数。

不同铝粉尺寸含铝炸药加速金属能力的研究

对铝粉直径从几十纳米到几十微米的几种含铝炸药，进行了小尺寸装药条件下炸药加速金属平板实验，用激光速度干涉仪测量了金属平板自由面速度，比较了几种炸药对不同厚度金属平板的加速时间和加速能力。分析了铝粉在炸药爆轰中的反应情况。在小尺寸装药下，铝粉加入炸药和铝粉尺寸大小对炸药爆轰性能有明显影响。纳米铝粉使炸药作功能力有较大提高。含铝炸药爆轰中，铝主要在爆轰后期与爆轰产物反应。

带空腔爆轰加载装置对驱动飞片的影响

结合实验和数值模拟技术 ,研究了在炸药透镜和飞片之间引入空腔对爆轰躯体的定量影响。计算和实验结果基本一致 ,表明引入空腔的爆轰加载装置可以推动厚度 6mm以上的厚飞片 ,并可以避免飞片中出现层裂现象 ,从而可以实现较低的冲击压力和较长的压力脉宽 。

TATB钝感炸药本构关系的实验研究

利用分离式霍普金森压杆（ＳＨＰＢ） 完成了对ＴＡＴＢ钝感炸药在２ ～５０ｍ／ｓ 弹速范围内的冲击压缩实验。根据实验结果和回收样品分析确认ＴＡＴＢ属于含预损伤的非线性粘弹性体，并对１０２ ～１０３ｓ－ １

光斑尺寸对K9玻璃近红外激光损伤阈值的影响

基于热弹性模型 ,用有限元法对不同光斑近红外激光辐照下K9玻璃样品中的温度和压力分布进行了计算。对厚 2mm、半径 10mm的圆片样品的计算结果表明 ,K9玻璃的损伤受表面环向拉伸应力的控制 ,光斑大小对损伤阈值有较大的影响 ,对光束总入射功率为 2 8kW的激光辐照 ,当光斑半径从 0 .4mm增加到 3mm时 ,损伤所需时间从 14ms增加到 1s。在一定光斑尺寸范围内 ,样品损伤 (表面拉伸断裂 )所需的激光功率密度在同一量级内变化 ,在更小光斑时 ,损伤时的最高温升趋于 5 6 5K。

TiO_2的冲击波活化及其光催化活性

实验研究了金属氧化物催化剂ＴｉＯ２在经受不同的冲击波压力处理后，对Ｈ２Ｓ脱氢反应的光催化活性变化。结果表明，与未冲击样品相比，冲击波处理后ＴｉＯ２的光催化活性得到了明显提高。在１６～３４ＧＰａ的实验压力范围内，催化活性提高了２～３倍。初步分析认为，冲击波处理使样品晶粒中生成大量残余应变和位错缺陷，以及使ＴｉＯ２能隙宽度减小，这是光催化活性提高的主要原因。

半导体桥起爆炸药的实验研究

介绍了用电爆炸半导体桥起爆炸药的实验 :被起爆装药是重结晶泰安 ,装药尺寸5 6mm× 14mm ,密度 1 0～ 1 3g/cm3;装药壳体是直径 6.2mm的紫铜管 ,壁厚 0 .3mm ;采用快速放电的电容器放电装置 (CDU)作为半导体桥起爆炸药的能源。用这种新型半导体桥雷管起爆密度1 0g/cm3的泰安装药所需能量为 2 90mJ,雷管的外观尺寸是6 2mm× 2 0mm ,作用时间t =3 2 7μs,初始装药的到爆轰距离Δr=6 31mm。这种新型半导体桥雷管能可靠起爆密度为 1 64g/cm3的钝化 (含 5%石蜡 )