激光间接驱动聚变内爆流体不稳定性研究

激光间接驱动惯性约束聚变(ICF)内爆过程多层靶球各个界面发生的流体力学不稳定性是影响聚变点火成功的关键因素.为深入了解内爆过程这样不稳定性的发生、发展和它对聚变点火的影响,研制成了研究内爆多介质辐射流体力学过程的高精度二维(局部三维)大型LARED-S程序,并在长期研究实践中不断发展和改善.该程序模拟结果与不稳定性线性和弱非线性解析结果,以及非线性激波管实验结果都很好符合.应用这一程序,进行了大量数值模拟研究,结合理论模型分析,获得了大量流体力学不稳定性发展和演化的重要结果和物理规律认识.获得了具有不同密度、速度、磁场分布的Rayleigh-Taylor(RT)和Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性的线性增长率,以及它们在不可压缩条件下的弱非线性发展的解析解,表明了两者在不同Froude数、密度过渡层厚度、速度剪切层下的竞争关系;通过数值模拟,发现弱预热条件下烧蚀RT不稳定性二次谐波非线性发展导致不稳定增长尖钉(Spike)断裂的重要过程;数值模拟进一步揭露了强预热条件下,烧蚀RT不稳定性非线性发展导致不稳定增长尖钉出现射流状结构,气泡发生加速;还发现强烈的电子热传导使初始单模扰动的KH不稳定性大大削弱,然而却可能使两模扰动非线性发展增大混合尺度.在神光II激光装置上开展了一系列烧蚀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.在上述理论和实验认识基础上,进行了ICF聚变点火靶物理研究.主要研究靶丸内外表面单球谐模扰动、辐射不对称性、内爆热斑界面不稳定性、黑腔辐射M带以及氘氚(DT)主燃料低阶模面密度不均匀性等物理过程对ICF内爆流体不稳定性的影响.对于ICF间接驱动初始烧蚀层外表面和DT冰内表面的单模粗糙度扰动和辐射驱动不对称性扰动,获得了不稳定性增长规律,提高了热斑界面扰动增长对点火影响和黑腔M带X射线能谱对内爆稳定性影响的物理认识.模拟研究表明DT主燃料面密度不均匀严重影响内爆动能转换为燃料内能的效率和内爆惯性约束时间.研究结果不仅对研究ICF内爆点火有重要参考价值,而且对发生在天体和自然界中流体不稳定性的物理本质理解会有帮助.     

基于密度泛函理论的KDP(100)表面吸附水分子研究

基于密度泛函理论中的第一性原理计算方式, 开展KDP(100)面表面吸附水分子的性质研究。结合Bader电荷、电子密度、差分电子密度和电子局域函数等参数进行电子密度拓扑分析, 结果显示水分子在KDP(100)表面的最佳吸附位点为氢钾桥位, 吸附能为–0.809 eV, 表明 KDP(100)表面可以自发地吸附水分子; 水分子中的氧原子通过吸附, 与KDP(100)表面磷酸根基团上的氢原子形成含共价效应的强氢键O—H...O_w, 拟合键能为–18.88 kcal/mol。     

相对论电子二束流不稳定性研究

给出了强磁场弱相对电子束稳定性判据,在ω≈ｋｚｃ和ω≈ｋ２ｃ－ω０时出现二束流模,使用解析方法严格求解了相对论电子静束流模的色散关系并了它的不稳定性。     

IT业的重要支柱-高性能大型计算机

当今世界信息化程度已经成为衡量一个国家或一个部门综合技术水平和综合能力的主要标志。因此,为了实现下世纪初的中等发达国家和下世纪中的发达国家的目标,发展我国IT业,建立国家信息基础结构(包括计算机系统、通信网络、信息、人材等相互作用的信息技术要素)是十分重要的。     

高温非平衡系统弛豫过程中光子的动力学行为

一、前言在高温完全电离非平衡动力学系统的弛豫过程中,光子起着十分重要的作用,它与电子相互作用几乎支配着整个系统的发展过程,因此,仔细地研究弛豫过程中光子的行为及其在趋向平衡过程中的作用显得十分重要。但是,要精确研究这种过程,需要求解相对论多群非线性积分-微分方程,工作量较大。为了简化问题,Cooper曾于1971年展开散射积分为Fokker-Planck(以下简称为F-P)形式,进行了数值研究。可是,精确计算光子康普顿散射能量变化的相     

相对论强激光在等离子体中传输的成丝不稳定性和斑图动力学

基于考虑了相对论效应及有质动力作用的非线性薛定谔方程,本文从理论及数值上研究了相对论激光在等离子体中传输的成丝不稳定性及斑图动力学,研究表明相对论效应及有质动力作用会破坏强激光传输的相干性,在调制不稳定性作用下,非相干光波发展成为复杂的空间斑图.物理上,这些复杂斑图的产生是由短波长模中的能量增长及无规分配所引起的.     

高温高密度热核系统点火和燃烧动力学

高温高密度热核系统点火和燃烧动力学中国科学院院士北京应用物理与计算数学研究所研究员贺贤土热核反应动力学是研究实验室中聚变能源和自然界中一类天体演化过程的科学，其核心是研究热核系统的点火条件和热核燃烧过程规律。本文主要讨论实验室中高温高密度等离子体状态...     

从事高等职业技术教育的认识和体会

经济的发展、社会的进步既需要科学技术研究人才,也大量需要技术应用性人才,所以发展高职是时代的要求。但在发展过程中需要 重视解决好自身的问题和不足,创出一条有自身特色的发展之路。     

相对论电子冷束流的静电双流不稳定性的解析和数值研究

一、引言双流不稳定性在磁约束装置(如Tokamak)中,在激光聚变和相对论电子束聚变中都会出现,它对离子的加速,靶丸的压缩和引燃都起重要作用。为了更好地利用和控制它,弄清楚它同各种参数的依赖关系和不稳定性存在的区域是必要的。本文考察相对论效应、电子密度对静电双流不稳定性的影响。在文章[1]、[2]中,给出了等离子体中相对论冷电子束所激发的静电双流不稳定性的色散方程。对这种色散关系,过去已有很多人讨论过,但都是在某种近似下求解或数值求解。本文则是严格解析求解,并用数值方法计算了强束流时的增长率α随u_1=K_u/ω_(pa),u_2=n_(Be)/n_e的变化。结果表明,在强束流情况下的不稳定增长率的极大