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Z箍缩驱动动态黑腔中的基本能量转移特征

宁成 丰志兴 薛创

Z箍缩驱动动态黑腔中的基本能量转移特征

宁成, 丰志兴, 薛创
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  • 动态黑腔是Z箍缩应用的重要途径,它可以为惯性约束聚变靶丸烧蚀内爆提供均匀对称的辐射场,也可以为辐射不透明度测量的样品提供加热源和背光源. 动态黑腔中的辐射场特征与驱动电流、黑腔结构和材料组成等密切相关,在宏观上它由黑腔中能量转移决定. 为了快速地获得动态黑腔中基本能量的转移特征,以及它们随黑腔结构、线质量、驱动电流参数等的变化趋势,本文采用简单的物理模型来描述动态黑腔的内爆行为. 就泡沫柱内爆动能与一维辐射磁流体力学程序的模拟结果进行了比较,两者比较接近. 在惯性约束聚变应用的动态黑腔中,丝阵等离子体与泡沫柱碰撞时的动能损失对辐射场的形成很重要;而在辐射源应用的动态黑腔中,动能损失和泡沫柱最后内爆达到的动能都重要. 泡沫柱最后获得的最大内爆动能与驱动电流的幅值平方成正比,碰撞动能损失随泡沫柱质量的增加而增大. 电流上升时间变小,则泡沫柱中的质量能量密度要增大,从而辐射功率也要增大.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:11135007)资助的课题.
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    Lebedev S V, Beg F N, Bland S N, Chittenden J P, Dangor A E, Haines M G, Kwek K H, Pikuz S A, Shelkovenkob T A 2001 Phys. Plasmas 8 3734

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    Stygar W A, Ives H C, Fehl D L, et al. 2004 Phys. Rev. E 69 046403

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    Cuneo M E, Waisman E M, Lebedev S V, et al. 2005 Phys. Rev. E 71 046406

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    Chittenden J P, Lebedev S V, Bland S N, Ruiz-Camacho J, Beg F N, Haines M G 2001 Laser and Particle Beams 19 323

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    Jiang S Q, Ning J M, Chen F X, Ye F, Xue F B, Li L B, Yang J L, Chen J C, Zhou L, Qin Y, Li Z H, Xu R K, Xu Z P 2013 Acta Phys. Sin. 62 155203 (in Chinese) [蒋树庆, 甯家敏, 陈法新, 叶繁, 薛飞彪, 李林波, 杨建伦, 陈进川, 周林, 秦义, 李正宏, 徐荣昆, 许泽平 2013 物理学报 62 155203]

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    Ning C 2001 Nuclear Fusion and Plasma Phys. 21 43 (in Chinese) [宁成 2001 核聚变与等离子体物理 21 43]

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-09
  • 修回日期:  2014-02-13
  • 刊出日期:  2014-06-05

Z箍缩驱动动态黑腔中的基本能量转移特征

  • 1. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088;
  • 2. 中国工程物理研究院北京研究生部, 北京 100088
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号:11135007)资助的课题.

摘要: 动态黑腔是Z箍缩应用的重要途径,它可以为惯性约束聚变靶丸烧蚀内爆提供均匀对称的辐射场,也可以为辐射不透明度测量的样品提供加热源和背光源. 动态黑腔中的辐射场特征与驱动电流、黑腔结构和材料组成等密切相关,在宏观上它由黑腔中能量转移决定. 为了快速地获得动态黑腔中基本能量的转移特征,以及它们随黑腔结构、线质量、驱动电流参数等的变化趋势,本文采用简单的物理模型来描述动态黑腔的内爆行为. 就泡沫柱内爆动能与一维辐射磁流体力学程序的模拟结果进行了比较,两者比较接近. 在惯性约束聚变应用的动态黑腔中,丝阵等离子体与泡沫柱碰撞时的动能损失对辐射场的形成很重要;而在辐射源应用的动态黑腔中,动能损失和泡沫柱最后内爆达到的动能都重要. 泡沫柱最后获得的最大内爆动能与驱动电流的幅值平方成正比,碰撞动能损失随泡沫柱质量的增加而增大. 电流上升时间变小,则泡沫柱中的质量能量密度要增大,从而辐射功率也要增大.

English Abstract

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