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...     

一种新型双电流探针研究激光等离子体自发电流

激光辐照固体靶产生的激光等离子体自发电流研究是高温、高密度等离子体物理研究的一项重要内容。传统的研究方法是采用带耦合线圈的单电流探针。我们首次研制了一种新型的双电流探针研究激光等离子体自发电流。优点是在一次激光辐照靶中,不仅可以测量到激光等离子体自发电流随时间的变化,而且可同时得到电流空间分布两个点的数据。这种新方法测量精度较以往的单电流探针法高。在实验方法上,传统的实验均采用较长脉冲宽     

激光等离子体软X光发射和空间均匀性的时间分辨研究

短脉冲激光(～fs—～ns)产生的激光等离子体是一种高亮度软X光光源,它在X光激光研究和物质结构分析等方面具有重要应用。软X光发射的测量,也成为研究激光等离子体这一高温、高密度复杂现象的有效手段。由于激光等离子体是在fs—ps时间尺度下产生     

双麦克斯韦等离子体中沿任意方向的电磁不稳定性

文献[1]指出,现代很多实验方法所产生的等离子体,由于方向效应和缓慢的弛豫机构(例如无碰撞等离子体情况),在无外磁场时也能形成各向异性的温度.高温无碰撞等离子体中,在相当长的时间内,体系的速度分布维持为双麦克斯韦分布.文中讨论了沿任意方向传播的电磁波的不稳定性,得出当频率ω远小于kc时(k为波数,c为光速)的不稳定性判据.     

非对称核物质中的液-气相变

天体演化和重离子碰撞的研究为核物理开辟了一个新的研究领域:核物质和有限核的相变,在高温高密度情况下,核子(强子)有可能散裂成自由的夸克-胶子等离子体(Quark-gluon plasma,QGP),这一过程被称为夸克退禁闭相变,而在低密度和中等温度(几MeV到二十几MeV),核将经历液-气相变。原则上讲,如果组成系统的粒子间的相互作用是短程排斥长程     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

地球磁尾两种不同类型磁结构形成机理

观测表明,横越磁尾等离子体片和尾瓣的磁场By分量正比于行星际磁场By分量,并且行星际磁场与等离子体团内By分量极性相同,因此磁尾等离子体团应该是一个三维结构。以两类磁静平衡解为初态。对亚暴期间磁尾动力学过程作二维三分量模拟研究。数值结果展示了By分量两类不同的演化特征,它们分别与具有通量绳核心的磁结构及类似于“闭合环”等离子体团型磁结构相对应。由此认为,亚暴期间在地球磁尾中出现不同拓扑位形的磁结构可能与具有不同By分量分布形态的磁场重联有关。     

低温等离子体的应用

等离子体有高温和低温之分,当温度低于10~5K时,气体只部分电离,这就是部分等离子体,也称低温等离子体。《低温等离子体的应用》一文介绍了低温等离子体在发电、冶炼、研制优质材料等方面的应用。     

相对论性原子核碰撞中产生的光子谱的数学特征

格点QCD理论已预言,在极端相对论的原子核碰撞中会产生一种高温高密度的夸克-胶子等离子体(QGP)物态,而热高能光子被认为是诊断QGP和热强子物质(HM)的干净的探针之一.最近CERN的WA80研究组首次报导了他们在超质子同步加速器(SPS)上所作的200GeV/AS A_μ,碰撞实验中获得的纯光子谱(图1).在半对数坐标中,数据点呈现出良好的线性,从拟合直线的斜率可以得到温度参数T_exp≈180MeV.基于对实验数据的再     

等离子体化学新进展

等离子体化学是在等离子体物理学的基础上发展而形成的一门新兴学科。由于等离子体化学反应与已实现工业化的一些高温化学反应、光化学反应、放射或辐射化学反应相比,具有较高的收率和良好的选择性,所以近年来在应用研究上已取得了重大突破。《等离子体化学新进展》一文介绍了等离子体化学在金属处理、材料表面改性、合成反应、聚合反应和研制超微粒子等方面的进展及研究动态。     

核力与高密度核物质——π凝聚和中子星

高密度核物质是近年来颇受人注目的研究课题。π凝聚、核物质的超流态和夸克-胶子等离子体这些物质存在的新形式,不仅是核物理学家关心的课题,而且也是粒子物理学家和天体物理学家感兴趣的研究对象。日本京都大学玉垣良三教授特为本利撰写的《核力与高密度核物质——π凝聚和中子星》一文,介绍了一些这方面的最新研究成果。     

激光带宽对离子发射的再分布的影响

一、引言 前文通过Faraday筒观察到慢离子发射波形的双峰结构,其波形与二分量等离子体绝热膨胀理论曲线基本相符。在这一基础上,我们进一步用两个与入射光线夹角为30°与70°的Farady筒测定宽频带激光打靶与窄频带激光打靶等离子发射的方向分布,并用激光等离子体自发磁场的箍缩理论模型进行分析得出满意结果。这在宽频带打靶与窄频带打靶的加热     

具有SGⅡ型相互作用的对称核物质的声速

在中、高能重离子碰撞中,核物质的状态方程(EOS)起重要作用。但是,如Osnes和Strottman、苏汝铿和郭子斯所指出,如果将通常核理论中常用的有效相互作用,如Skyrme势推广到高温高密度情况,则由此给出的EOS将出现严重困难.比方由EOS出发算得的声速v将大于光速c。这表明Skyrme势等有效相互作用不适用于高温高密度。在文献[3]中,我们提出了改造Skyrme势以克服超光速困难的方案。     

膨胀的宇宙……

按照现代宇宙学中最有影响的大爆炸宇宙论和暴涨宇宙论,宇宙起源于一个高温、高密度的"原始火球"的大爆炸,它正处于膨胀之中.     

Z箍缩等离子体X射线产生及应用分析

正MA级脉冲大电流通过丝阵或气体等负载放电时,负载被加热电离形成等离子体.等离子体在流过自身的轴向大电流产生自磁场的洛仑兹力作用下,向轴线作内聚运动发生自箍缩,最终在对称轴附近滞止,动能转换成等离子体内能,提高了等离子体温度,通过线辐射、复合辐射和轫致辐射产生脉冲强X射线[1]. Z箍缩(Z-pinch)等离子体终态形状为沿轴线的线状流体;θ箍缩是由角向电流引起的箍缩,其等离子体终态形态为沿角向分布的流体.     

电感耦合等离子体CVD室温制备的纳米Si薄膜场电子发射研究

利用电感耦合等离子体化学气相沉积在室温下制备了Si薄膜,用拉曼谱对样品的结构进行了表征,502 cm^-1附近散射峰的出现说明在样品中形成了纳米结晶相。用原子力显微镜观察样品表面形貌发现,在合适的等离子体条件下制备的样品,其表面由随机均匀排列的高密度Si锥组成,Si锥的高度为30~40 nm,直径约为200 nm。场电子发射测量结果显示样品具有良好的电子发射特性,开启电压为7~10 V/μm。     

激光等离子体X射线摄谱及Te、N_e的测定

高功率激光束轰击靶材所形成的等离子体可在毫微秒到微微秒时间内产生上百焦耳的脉冲X射线,是一个强度极高的脉冲X光点源(Laser plasma X-ray,简称LPX),它在科学研究、工业和医学上都有重要的应用。同时,激光等离子体中高阶电离离子的X光线谱携带着关于高温等离子体各种基本参数及各种原子过程的大量信息,如电子温度、电子密度、膨胀速度、各阶     

相对论磁化等离子体的关联性质

文献[1]给出计算相对论等离子体关联函数的方法.本文给出磁化等离子体的相对论裸粒子格林函数.如图1所示,均匀外磁场B_0沿Z轴.动量分布函数的一般形式为     

“人造太阳”或破解“核电困局”

<正>近期,中国科学院等离子体物理研究所宣布,世界上第一个全超导托卡马克(EAST)东方超环实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。该装置是我国第四代核聚变实验装置,其科学目标是让氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为"人造太阳"。     

CsCl添加剂对激光诱导土壤等离子体辐射强度的影响

为了提高激光诱导击穿光谱技术对低含量物质成分的检测能力,实验研究了CsCl添加剂对土壤样品发射光谱的增强效应.利用高能量钕玻璃脉冲激光烧蚀样品,由组合式多功能光栅光谱仪和CCD光谱采集处理系统记录等离子体光谱,并通过测量光谱线的强度和Stark展宽分别计算了等离子体的电子温度和电子密度.实验结果证明,随着CsCl加入量的增加,激光诱导等离子体的光谱强度、信背比、电子温度和电子密度均呈现出先增大而后减小的变化规律.当CsCl加入量为15%时,等离子体辐射最强,元素Mn,K,Fe和Ti的谱线强度分别比无添加剂时提高了383%,348%,303%和267%,信背比分别提高了204%,149%,150%和142%;而等离子体的温度和电子密度比无添加剂时分别提高了10%和13%.