高温高密度氦的物态方程及相互作用势

基于热力学统计方法,用改进的分子流体微扰变分统计理论,考虑体系的低温量子力学效应,计算了高密度液氦在0．7～108GPa压力范围内的物态方程．计算结果与实验数据符合较好．结果表明,α=13．1的EXP-6势比其他势更能精确地描述氦原子间的相互作用;另外,将该势函数与其他势函数的差异进行了比较和分析．     

高温下氦-氖原子间的排斥势函数与二级维里系数

高温气体性质的研究是近代尖端科学技术的一个重要基础。惰性气体原子间的相互排斥势的研究,不仅在理论上是一个极有兴趣的课题,而且在研究高温气体的性质中,也是很重要的。近年来,很多作者在理论上处理过上述课题。Abrahamson曾用发展的把变分极大和极小原理应用到原子的Thomas-Fermi统计模型上的方法,计算了同核与异核双中心的惰性气体原子间的相互排斥势。这种方法在理论近似上是不严格的。Bleick与Mayer及国宗真曾分别用Heitler-London方法计算了Ne与Ne之间及Ar与Ar原子之间的相互排斥势。一方面,他们算的原子核间距     

分子动力学模拟高压下铁的相变

采用分子动力学(MD)方法,结合原子间多体势函数,模拟了bcc铁(α-Fe)在高压下向hcp铁(ε-Fe)转变的过程,并与实验数据进行了比较.系统的压强通过计算维里压强获得,并通过Berendsen方法进行调整和改变.还采用相同的原子间势模拟bcc和hcp两种不同结构的铁,对高压下铁相变的机制和相变压强进行直接的计算和模拟,以对采用的原子间势进行更严格的检验和修正.模拟计算得到超高压下(＞15 GPa)两种结构的P-V曲线图以及hcp铁的c/a值等相关结果,都与实验结果有较好的符合.而在较低压下(0～15 GPa)P-V关系中常用的铁的原子间势对bcc铁仍有很好的模拟效果,而对hcp铁则效果不是很理想.因此,铁的原子间势还有待进一步改进.     

金属辐照氦脆的统计理论

在非平衡统计断力学的基础上研究了辐照条件下金属的氦脆断裂问题；明确了高温氦脆（ＨＴＨＥ）的微观机理，建立了晶界上氦泡形核和长大模型，推导出氦泡形核和长大速率公式。应用氦泡演化方程得到氦泡密度分布函数和材料寿命，所得计算结果与实验值一致。     

Fe-Cr-V-Ni-Si-C系多元合金的基体相稳定性及实验研究

将Finnis-Sinclair多体势扩展到多元合金,建立适合于Fe-Cr-V-Ni-Si-C系的多元合金的原子间相互作用势函数;利用其多元合金的原子间相互作用势函数,研究Fe-Cr-V-Ni-Si-C系多元合金奥氏体和马氏体基体的稳定性.研究表明,计算结果与实验结果具有对应关系;加入适量Ni,可确保高钒高铬铸铁在铸态下相变成马氏体,残余奥氏体经过高温回火完全分解进而获得高的硬度.     

离子晶体中两种排斥势函数的比较研究

从简单的热力学关系出发,由两种势函数分别导出两个等温状态方程,应用于NaCl-型结构碱卤离子晶体,并结合实验数据对两个排斥势函数作了比较研究。     

原子间近程排斥势与电荷密度重叠积分之间关系的探索

本文对相同稀有气体原子间电荷密度的重叠积分进行了全面计算．计算结果表明该重叠积分可以用来表示稀有气体原子间的排斥势．这为进一步更准确地探索原子间排斥势提供了一种开拓性的思维方法     

范德华气体的焦耳—汤姆逊系数

从实际气体的维里状态方程出发，导出了实际气体μＪ－Ｔ的一般形式，并推导了低压条件下范德华气体的焦耳－汤姆逊系数。     

锌及β黄铜的原子间相互作用势函数与高压状态方程

本文利用晶格常数、升华热和形成热以及压缩系数(或弹性常数)的实验资料,求出了Zn和CuZn完全有序合金的原子间相互作用势函数,计算了四种定义的Grüneisen常数随体积的变化关系以及相应的高压状态方程。并引进了有序度,讨论了近似完全有序β黄铜的高压状态方程(现在没有β黄铜的实验数据可比较)。对于Zn,在500千巴附近,理论状态方程和由冲击波实验值求得的等温压缩线较好符合(偏离小于6％)。     

碳纳米管分子动力学模拟的经验势函数研究

针对经验键序势函数没有考虑到碳纳米管原子间长程非键作用的问题，提出了一种新的势函数表达式．该表达式结合了经验键序作用势和雷纳德-琼斯势的特点，能够计算碳原子间的短程相互作用和长程相互作用，更准确地计算出碳纳米管的原子间作用势能．使用分子动力学模拟方法，研究了单壁碳纳米管原子间的互作用势和杨氏模量．研究结果表明：碳纳米管的单位原子势能随直径的增大而减小，管间作用势能随距离的变化曲线呈U字形，杨氏模量为0．935TPa左右．模拟计算结果与实验结果和其他理论计算结果吻合得很好，说明改进的势函数模型可准确模拟碳纳米管的力学性质。     

等离子体环境中正电子与氦原子碰撞电子偶素形成过程理论

正负电子偶素(Positronium, Ps)的形成是正电子-原子碰撞过程中独有的物理过程。为了探究正电子与氦原子散射过程中正负电子偶素形成的问题,应用屏蔽近似模型下的光学势理论方法研究了等离子体环境中正电子-氦原子碰撞的电子偶素形成过程,计算了0～100 eV入射能量区域内总的正负电子偶素形成截面(1s+2s)。在计算等离子体环境中靶原子体系的能级及波函数时,应用屏蔽的氦原子模型势描述了屏蔽效应对粒子间相互作用的影响。电子偶素形成截面计算结果与已有的其他理论、实验结果对比并进行了分析。验证了在中低入射能量下,屏蔽模型下的光学势理论方法对于处理正电子-氦原子散射问题具有有效性。     

磁场对惰性气体物态方程的影响

计算了磁场作用下氦、氖等惰性气体的第二维里系数 ,发现磁场对惰性气体第二维里系数的影响较大 (可以达到 1 0 %～ 30 % ) ;当温度不变时 ,惰性气体的第二维里系数随磁场的增强而增大 ;当磁场变化到一定范围时 ,存在一个临界磁场 Bc,当外磁场 B Bc时第二维里系数随温度的增加而减小 .     

磁场惰性气体物态方程的影响

计算了磁场作用下氦、氖等惰性气体的第二维里系数，发现磁场对惰性气体第二维里系数的影响较大（可以达到10％－30％）；当温度不变时，惰性气体的第二维里系数随磁场的增强而增大；当磁场变化到一定范围时，存在一个临界磁场Bc，当外磁场B＜Bc时，第二维里系数随温度的增加而增加，当B＞Bc时第二维里系随温度的增加而减小。     

被吸附氦(~4He)薄膜准二维运动的有效势近似

对氦单层和氦二层体系的第二层低密度量子气体,依简化的准二维运动物理模型,求得了被吸附在石墨基底上的氦原子对之间的有效相互作用。由这种有效相互作用所求得的被吸附量子气体的二级维里系数及其二阶导数,比由理想二维物理模型出发所得结果更接近实验数据。     

分子聚集型维里状态方程及其应用

本文基于分子热力学理论提出了硬球引力场的分子聚集模型。使用该模型从而将简单维里方程改造为分子聚集型维里状态方程，由它可准确计算包括极性物质在内的饱和汽相体积。计算结果表明，本方程的计算精度优于Ｔｓｏｎｏｐｏｕｌｏｓ方法。     

HTR-PM主氦风机电机冷却性能分析

HTR-PM(high temperature reactor-pebblebed modules)主氦风机是高温气冷堆的重要部件,使用氦气作为工作介质。由于空间结构限制,主氦风机采用了自带风冷的一体化结构,通过专设冷却装置将电机热量带出。为了能针对性地设计辅助叶轮,需要得到电机冷却流道的流动特性和传热特性等热工参数。该文针对主氦风机特殊的冷却流道进行了实验研究,通过对氮气工质下的实验获得了HTRPM的特殊风冷系统的流动特性和传热特性,并向氦气工质下的特性进行类推。根据实验分析和理论计算,给出了冷却系统的优化方案。该方案将为下一步HTR-PM主氦风机辅助叶轮的设计和优化提供重要基础。     

R-K状态方程及P-R状态方程下的气-液转变和临界行为

分别由Redlich与Kwong以及Peng与Robinson所提出的状态方程具有许多优越性质,是近年来在计算纯物质热力学函数中用得最多的状态方程.本文以其维里级数展开为基础,利用Pade逼近为工具,讨论了这类气体的气-液转变和临界点附近的行为。     

辐照金属氦脆的微观机理及统计特性

用非平衡态统计物理方法研究在高温与中子辐照的环境中金属材料的氦脆化.首先建立了金属中氦泡的演化方程,在讨论氦泡成核和长大机理的基础上,求得了氦泡的成核与长大速率及涨落长大系数,最终导出了氦泡密度分布函数和金属发生氦脆断裂时的临界氦泡半径。     

VLW状态方程简介

从维里(Virial)理论和相似论出发,建立了新型爆轰产物状态方程,命名为VLW状态方程。本状态方程由于压力适用范围广,已广泛用于高压下炸药爆轰性能和火药燃烧性能参数的计算,而且可望发展从常压到几十万大气压内均适用的P,V,T普适关系式。     

额外维和宇宙氦丰度的相关性质研究

根据Mukhanov反应率表达式计算宇宙氦丰度的数值,当额外维空间存在时,通过精细耦合常数α、弱作用耦合常数GW、引力耦合常数G的变化关系推导修正的平衡方程,同时计算额外维数d变化时宇宙氦丰度的修正值.当额外维标度因子的变化值取ε=10~(-2)和ε=10~(-3)时,分别计算额外维空间维数由d=2～11时的氦丰度值.另外,对额外维标度因子随时间振荡变化的氦丰度值的计算结果表明:如标度因子的变化值取ε=10~(-2)或δ=10~(-3)时,氦丰度有一定变化;如标度因子变化值取ε=10~(-3)或δ=10~(-3)时,氦丰度的变化不明显.