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基于神光Ⅲ原型装置的激光加载条件下准等熵压缩实验研究进展

王峰 彭晓世 单连强 李牧 薛全喜 徐涛 魏惠月

基于神光Ⅲ原型装置的激光加载条件下准等熵压缩实验研究进展

王峰, 彭晓世, 单连强, 李牧, 薛全喜, 徐涛, 魏惠月
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  • 激光加载条件下的准等熵压缩实验逐渐受到重视. 在间接驱动方式下,利用气库靶的方式可以获得准等熵压缩的实验数据. 自由面速度和界面速度是两种常用的准等熵压缩诊断对象. 气库靶驱动准等熵压缩方式效率较低,但是对打靶激光的强度变化不敏感. 长脉冲打靶的直接驱动方式驱动效率较高,但对激光强度变化非常敏感. 基于神光Ⅲ原型装置,本文介绍了气库靶驱动的准等熵压缩实验靶型、部分实验结果,并分析了实验中的关键技术,为气库靶驱动准等熵压缩实验技术提供了思路. 同时,介绍了长脉冲直接驱动准等熵压缩实验的靶型、典型实验结果,并分析了致盲效应的影响. 利用激光直接驱动的方式,获得了三台阶Al/LiF界面的加载过程. 该数据是目前国内使用该技术获得的最好数据. 通过这些实验结果,证明了在神光Ⅲ原型上开展准等熵压缩实验的可行性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10805041)、等离子体重点实验室基金(批准号:9140C6801021001)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2011B0102020)资助的课题.
    [1]

    Munro D H, Celliers P M, Collins G W, Gold D M, Da Silva L B, Haan S W, Cauble R C, Hammel B A, Hsing W W 2006 Phys. Plasmas 8 2245

    [2]

    Boehly T R, Vianello E, Miller J E, Craxton R S, Collins T J B, Goncharov V N, Igumenshchev I V, Meyerhoferc D D, Hicks D G, Celliers P M, Collins G W 2006 Phys.Plasmas 13 056303

    [3]

    Lorenz K T, Edwards M J, Jankowski A F, Pollaine S M, Smith R F, Remington B A 2006 High Energ. Dens. Phys. 2 113

    [4]

    Jia G, Xiong J, Dong J Q, Xie Z Y, Wu J 2012 Chin. Phys. B 21 095202

    [5]

    Smith R F, Pollaine S M, Moon S J, Lorenz K T, Celliers P M, Eggert J H, Park H S, Collins G W 2007 Phys. Plasmas 14 057105

    [6]

    Jin K, Li P, Wu Q 2004 Explosion and Shock Waves 24 419 (in Chinese)[金柯, 李平, 吴强 2004 爆炸与冲击 24 419]

    [7]

    Sun C W 2005 Detonation and Shock Waves 2 84 (in Chinese)[孙承纬 2005 爆轰波与冲击波 2 84]

    [8]

    Smith R F, Eggert J H, Jankowski A, Celliers P M, Edwards M J, Gupta Y M, Asay J R, Collins G W 2007 Phys. Rev. Lett. 98 065701

    [9]

    Bradley D K, Eggert J H, Smith R F, Prisbrey S T, Hicks D G, Braun D G, Biener J, Hamza A V, Rudd R E, Collins G W 2009 Phys. Rev. Lett. 102 075503

    [10]

    Cauble R, Reisman D B, Asay J R, Hall C A, Knudson M D, Hemsing W F, Goforth J H, Tasker D G 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 10821

    [11]

    Celliers P M, Bradley D K, Collins G W, Hicks D G, Boehly T R, Armstrong W J 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 4916

    [12]

    Wang F, Peng X S, Liu S Y, Li Y S, Jiang X H, Ding Y K 2011 Acta Phys. Sin. 60 025202(in Chinese)[王峰, 彭晓世, 刘慎业, 李永升, 蒋小华, 丁永坤 2011 物理学报 60 025202]

    [13]

    Shan L Q, Gao Y L, Xin J T, Wang F, Peng X S, Xu T, Zhou W M, Zhao Z Q, Cao L F, Wu Y C, Zhu B, Liu H J, Liu D X, Shui M, He Y L, Zhan X Y, Gu Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 135204(in Chinese)[单连强, 高宇林, 辛建婷, 王峰, 彭晓世, 徐涛, 周维民, 赵宗清, 曹磊峰, 吴玉迟, 朱斌, 刘红杰, 刘东晓, 税敏, 何颖玲, 詹夏雨, 谷渝秋 2012 物理学报 61 135204]

    [14]

    Wang F, Peng X S, Liu S Y, Jiang X H, Xu T, Ding Y K, Zhang B H 2011 Acta Phys. Sin. 60 115203(in Chinese)[王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 徐涛, 丁永坤, 张保汉 2011 物理学报 60 115203]

    [15]

    Benuzzi A, Koenig M, Faral B, Krishnan J, Pisani F, Batani D, Bossi S, Beretta D, Hall T, Ellwi S, Huller S, Honrubia J, Grandjouan N 1998 Phys. Plasmas 5 2401

    [16]

    Zhang C, Wang Z B, Zhao B, Hu G Y, Wang F, Peng X S, Jiang S E, Ding Y K, Zheng J 2013 Phys. Plasmas 20 122706

  • [1]

    Munro D H, Celliers P M, Collins G W, Gold D M, Da Silva L B, Haan S W, Cauble R C, Hammel B A, Hsing W W 2006 Phys. Plasmas 8 2245

    [2]

    Boehly T R, Vianello E, Miller J E, Craxton R S, Collins T J B, Goncharov V N, Igumenshchev I V, Meyerhoferc D D, Hicks D G, Celliers P M, Collins G W 2006 Phys.Plasmas 13 056303

    [3]

    Lorenz K T, Edwards M J, Jankowski A F, Pollaine S M, Smith R F, Remington B A 2006 High Energ. Dens. Phys. 2 113

    [4]

    Jia G, Xiong J, Dong J Q, Xie Z Y, Wu J 2012 Chin. Phys. B 21 095202

    [5]

    Smith R F, Pollaine S M, Moon S J, Lorenz K T, Celliers P M, Eggert J H, Park H S, Collins G W 2007 Phys. Plasmas 14 057105

    [6]

    Jin K, Li P, Wu Q 2004 Explosion and Shock Waves 24 419 (in Chinese)[金柯, 李平, 吴强 2004 爆炸与冲击 24 419]

    [7]

    Sun C W 2005 Detonation and Shock Waves 2 84 (in Chinese)[孙承纬 2005 爆轰波与冲击波 2 84]

    [8]

    Smith R F, Eggert J H, Jankowski A, Celliers P M, Edwards M J, Gupta Y M, Asay J R, Collins G W 2007 Phys. Rev. Lett. 98 065701

    [9]

    Bradley D K, Eggert J H, Smith R F, Prisbrey S T, Hicks D G, Braun D G, Biener J, Hamza A V, Rudd R E, Collins G W 2009 Phys. Rev. Lett. 102 075503

    [10]

    Cauble R, Reisman D B, Asay J R, Hall C A, Knudson M D, Hemsing W F, Goforth J H, Tasker D G 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 10821

    [11]

    Celliers P M, Bradley D K, Collins G W, Hicks D G, Boehly T R, Armstrong W J 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 4916

    [12]

    Wang F, Peng X S, Liu S Y, Li Y S, Jiang X H, Ding Y K 2011 Acta Phys. Sin. 60 025202(in Chinese)[王峰, 彭晓世, 刘慎业, 李永升, 蒋小华, 丁永坤 2011 物理学报 60 025202]

    [13]

    Shan L Q, Gao Y L, Xin J T, Wang F, Peng X S, Xu T, Zhou W M, Zhao Z Q, Cao L F, Wu Y C, Zhu B, Liu H J, Liu D X, Shui M, He Y L, Zhan X Y, Gu Y Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 135204(in Chinese)[单连强, 高宇林, 辛建婷, 王峰, 彭晓世, 徐涛, 周维民, 赵宗清, 曹磊峰, 吴玉迟, 朱斌, 刘红杰, 刘东晓, 税敏, 何颖玲, 詹夏雨, 谷渝秋 2012 物理学报 61 135204]

    [14]

    Wang F, Peng X S, Liu S Y, Jiang X H, Xu T, Ding Y K, Zhang B H 2011 Acta Phys. Sin. 60 115203(in Chinese)[王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 徐涛, 丁永坤, 张保汉 2011 物理学报 60 115203]

    [15]

    Benuzzi A, Koenig M, Faral B, Krishnan J, Pisani F, Batani D, Bossi S, Beretta D, Hall T, Ellwi S, Huller S, Honrubia J, Grandjouan N 1998 Phys. Plasmas 5 2401

    [16]

    Zhang C, Wang Z B, Zhao B, Hu G Y, Wang F, Peng X S, Jiang S E, Ding Y K, Zheng J 2013 Phys. Plasmas 20 122706

  • [1] 王峰, 彭晓世, 薛全喜, 徐涛, 魏惠月. 基于神光III原型的整形激光直接驱动准等熵压缩实验研究. 物理学报, 2015, 64(8): 085202. doi: 10.7498/aps.64.085202
    [2] 单连强, 高宇林, 辛建婷, 王峰, 彭晓世, 徐涛, 周维民, 赵宗清, 曹磊峰, 吴玉迟, 朱斌, 刘红杰, 刘东晓, 税敏, 何颖玲, 詹夏宇, 谷渝秋. 激光驱动气库靶对铝的准等熵压缩实验研究. 物理学报, 2012, 61(13): 135204. doi: 10.7498/aps.61.135204
    [3] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 徐涛, 丁永坤, 张保汉. 三明治靶型在间接驱动冲击波实验中的应用. 物理学报, 2011, 60(11): 115203. doi: 10.7498/aps.60.115203
    [4] 李永升, 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 丁永坤. 超高压下冲击波速度直接测量技术. 物理学报, 2011, 60(2): 025202. doi: 10.7498/aps.60.025202
    [5] 王峰, 彭晓世, 梅鲁生, 刘慎业, 蒋小华, 丁永坤. 基于速度干涉仪的冲击波精密调速实验技术研究. 物理学报, 2012, 61(13): 135201. doi: 10.7498/aps.61.135201
    [6] 张杰, 王薇. 冲击波在铝靶中传播的数值模拟研究. 物理学报, 2001, 50(4): 741-747. doi: 10.7498/aps.50.741
    [7] 贺寅竹, 赵世杰, 尉昊赟, 李岩. 跨尺度亚纳米分辨的可溯源外差干涉仪. 物理学报, 2017, 66(6): 060601. doi: 10.7498/aps.66.060601
    [8] 孙腾飞, 卢鹏, 卓壮, 张文浩, 卢景琦. 基于单一分光棱镜干涉仪的双通路定量相位显微术. 物理学报, 2018, 67(14): 140704. doi: 10.7498/aps.67.20172722
    [9] 舒桦, 傅思祖, 黄秀光, 叶君建, 周华珍, 谢志勇, 龙滔. 神光II装置上速度干涉仪的研制及应用. 物理学报, 2012, 61(11): 114102. doi: 10.7498/aps.61.114102
    [10] 蔡元学, 掌蕴东, 党博石, 吴昊, 王金芳, 袁萍. 基于Ⅲ-Ⅴ与Ⅱ-Ⅵ族半导体材料色散特性的高灵敏度慢光干涉仪. 物理学报, 2011, 60(4): 040701. doi: 10.7498/aps.60.040701
    [11] 贺红亮, 祝文军, 邓小良, 李英骏, 崔新林. 冲击波压缩下含纳米孔洞单晶铁的结构相变研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5545-5550. doi: 10.7498/aps.55.5545
    [12] 陈大年, 王焕然, 俞宇颖, 谭 华, 胡建波, 戴诚达. 冲击波作用下铝的等效剪切模量. 物理学报, 2008, 57(4): 2352-2357. doi: 10.7498/aps.57.2352
    [13] 喻寅, 王文强, 杨佳, 张友君, 蒋冬冬, 贺红亮. 多孔脆性介质冲击波压缩破坏的细观机理和图像. 物理学报, 2012, 61(4): 048103. doi: 10.7498/aps.61.048103
    [14] 黄秀光, 吴 江, 王瑞荣, 马民勋, 何钜华, 叶君健, 顾 援, 傅思祖. 斜入射激光驱动的冲击波在样品中传播特性的实验研究. 物理学报, 2003, 52(8): 1877-1881. doi: 10.7498/aps.52.1877
    [15] 冯玉军, 杜金梅, 谷 岩, 蒋冬冬. 冲击波加载下PZT 95/5铁电陶瓷的电阻率研究. 物理学报, 2008, 57(1): 566-570. doi: 10.7498/aps.57.566
    [16] 江少恩, 李文洪, 孙可煦, 蒋小华, 刘永刚, 崔延莉, 陈久森, 丁永坤, 郑志坚. 神光Ⅱ上柱形黑腔辐射驱动冲击波. 物理学报, 2004, 53(10): 3424-3428. doi: 10.7498/aps.53.3424
    [17] 伍友成, 刘高旻, 戴文峰, 高志鹏, 贺红亮, 郝世荣, 邓建军. 冲击波作用下Pb(Zr0.95Ti0.05)O3铁电陶瓷去极化后电阻率动态特性. 物理学报, 2017, 66(4): 047201. doi: 10.7498/aps.66.047201
    [18] 张璐, 杨家敏. X射线烧蚀泡沫-固体靶增压机理研究. 物理学报, 2012, 61(4): 045203. doi: 10.7498/aps.61.045203
    [19] 范伟, 朱斌, 席涛, 李纲, 卢峰, 吴玉迟, 韩丹, 谷渝秋. 利用啁啾脉冲频谱干涉技术研究高应变率载荷下铜膜的动态响应特性. 物理学报, 2016, 65(15): 150602. doi: 10.7498/aps.65.150602
    [20] 满天龙, 万玉红, 江竹青, 王大勇, 陶世荃. 孪生光束干涉法测量光源的空间相干性. 物理学报, 2013, 62(21): 214203. doi: 10.7498/aps.62.214203
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-18
  • 修回日期:  2014-05-05
  • 刊出日期:  2014-09-20

基于神光Ⅲ原型装置的激光加载条件下准等熵压缩实验研究进展

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900;
  • 2. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 绵阳 621900
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10805041)、等离子体重点实验室基金(批准号:9140C6801021001)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2011B0102020)资助的课题.

摘要: 激光加载条件下的准等熵压缩实验逐渐受到重视. 在间接驱动方式下,利用气库靶的方式可以获得准等熵压缩的实验数据. 自由面速度和界面速度是两种常用的准等熵压缩诊断对象. 气库靶驱动准等熵压缩方式效率较低,但是对打靶激光的强度变化不敏感. 长脉冲打靶的直接驱动方式驱动效率较高,但对激光强度变化非常敏感. 基于神光Ⅲ原型装置,本文介绍了气库靶驱动的准等熵压缩实验靶型、部分实验结果,并分析了实验中的关键技术,为气库靶驱动准等熵压缩实验技术提供了思路. 同时,介绍了长脉冲直接驱动准等熵压缩实验的靶型、典型实验结果,并分析了致盲效应的影响. 利用激光直接驱动的方式,获得了三台阶Al/LiF界面的加载过程. 该数据是目前国内使用该技术获得的最好数据. 通过这些实验结果,证明了在神光Ⅲ原型上开展准等熵压缩实验的可行性.

English Abstract

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