4MA以下电流驱动垂直动态黑腔的自适应性 被引量：2

1

作者 周秀文 刘旭东 +5 位作者 杨波 钟华 余斌 白黎 吴卫东 唐永建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1563-1566,共4页

在4 MA以下电流驱动Z箍缩黑腔辐射特性和耦合效率研究牵引下,研制出了柱型动态黑腔。利用CHO低密度泡沫的自持能力,结合辅助夹具解决了泡沫柱的装配及定位问题。基于负载丝受小应变作用,丝阵和泡沫柱通过μm量级的自由滑动和转动,具备... 在4 MA以下电流驱动Z箍缩黑腔辐射特性和耦合效率研究牵引下,研制出了柱型动态黑腔。利用CHO低密度泡沫的自持能力,结合辅助夹具解决了泡沫柱的装配及定位问题。基于负载丝受小应变作用,丝阵和泡沫柱通过μm量级的自由滑动和转动,具备自动适应靶室环境变化能力。实验结果表明:研制出的动态黑腔在Angara-5-1装置环境中具有自动适应能力,各项参数满足物理实验的需求,获得的最高动力学黑腔X光辐射温度为62.7 eV,实验结果重复性优于91.5%。 展开更多

关键词 Z箍缩 动态黑腔 垂直自适应 靶制备 ICF靶

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基于MULTI2D-Z程序的Z箍缩动态黑腔形成过程模拟 被引量：4

2

作者 陈忠旺 宁成 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期203-215,共13页

对辐射流体力学程序MULTI-2D进行改造,增加磁场演化方程程序模块,自洽地在运动方程模块中增加洛伦兹力,在能量方程模块中增加欧姆加热,将它改造成辐射磁流体力学程序MULTI2D-Z.验证了新增磁场程序模块的可靠性,并发现温度和密度的增大... 对辐射流体力学程序MULTI-2D进行改造,增加磁场演化方程程序模块,自洽地在运动方程模块中增加洛伦兹力,在能量方程模块中增加欧姆加热,将它改造成辐射磁流体力学程序MULTI2D-Z.验证了新增磁场程序模块的可靠性,并发现温度和密度的增大会抑制磁场的扩散,负径向速度梯度的流体对流也会抑制磁场的扩散.利用改造好的MULTI2D-Z程序模拟了峰值为8 MA的脉冲电流驱动的钨丝阵Z箍缩动态黑腔形成过程.得到了X光功率(约30 TW)和能量(约300 k J)、泡沫辐射温度(约120 eV)、箍缩轨迹等模拟结果.在动态黑腔形成过程中,磁场主要分布在钨主体等离子体中;辐射向内传播,烧蚀泡沫柱而使它膨胀;辐射热波在被撞击的泡沫柱中传播,其传播速度比物质温度传播得快,当辐射热波传播到中心轴时泡沫柱中的辐射场变得比较均匀,并且除了冲击波处外辐射温度与物质温度基本上没有分离.这些模拟结果可增强人们对磁场扩散和对流规律以及动态黑腔形成机制的理解,同时表明了MULTI2D-Z程序可成为Z箍缩及其应用的新的程序模拟工具. 展开更多

关键词 Z箍缩 动态黑腔 辐射磁流体 MULTI-2D程序

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Z箍缩动态黑腔驱动靶丸内爆动力学 被引量：4

3

作者 肖德龙 戴自换 +5 位作者 孙顺凯 丁宁 张扬 邬吉明 尹丽 束小建 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期195-203,共9页

利用Z箍缩动态黑腔驱动靶丸内爆是实现惯性约束聚变可能的技术途径之一.聚龙一号装置已开展的动态黑腔实验初步表明形成了有效的动态黑腔辐射场,为驱动靶丸内爆研究奠定了重要基础.针对聚龙一号装置驱动条件,通过建立包含柱形动态黑腔... 利用Z箍缩动态黑腔驱动靶丸内爆是实现惯性约束聚变可能的技术途径之一.聚龙一号装置已开展的动态黑腔实验初步表明形成了有效的动态黑腔辐射场,为驱动靶丸内爆研究奠定了重要基础.针对聚龙一号装置驱动条件,通过建立包含柱形动态黑腔与球形靶丸的柱球耦合物理模型,利用二维辐射磁流体力学程序,对Z箍缩动态黑腔驱动靶丸内爆动力学过程进行了数值模拟研究,获得了丝阵等离子体内爆、丝阵等离子体与泡沫转换体相互作用、冲击波产生和黑腔辐射传输、辐射烧蚀和燃料压缩的完整过程.在此基础上,研究了靶丸赤道面和两极的辐射源均匀性及燃料压缩对称性.结果表明,由于在泡沫转换体中的辐射传输以及黑腔-靶能量耦合过程,靶丸赤道面与两极辐射波形存在一定的时间差和峰值差,造成燃料压缩不对称.若减小靶丸半径,可以提高燃料压缩的对称性,但靶丸半径很小时聚变产额也较低;靶丸半径较大时,由于靶丸赤道面和两极辐射场时间和温度峰值的较大差异,燃料压缩呈现更为明显的不对称性. 展开更多

关键词 Z箍缩 动态黑腔 辐射驱动靶丸内爆 惯性约束聚变

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负载等离子体扰动对Z箍缩动态黑腔辐射温度的影响

4

作者 刘晓丽 祁建敏 褚衍运 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期29-37,共9页

通过二维辐射流体力学模拟研究了Z箍缩动态黑腔负载等离子体撞击泡沫柱的动力学过程,探索了带扰动负载等离子体形状对黑腔内辐射温度的影响。结果表明,带有扰动的负载等离子体撞击泡沫后会产生Rayleigh-Taylor(RT)流体不稳定性,导致动... 通过二维辐射流体力学模拟研究了Z箍缩动态黑腔负载等离子体撞击泡沫柱的动力学过程,探索了带扰动负载等离子体形状对黑腔内辐射温度的影响。结果表明,带有扰动的负载等离子体撞击泡沫后会产生Rayleigh-Taylor(RT)流体不稳定性,导致动态黑腔内的辐射在负载等离子体光薄区域发生漏失,使黑腔内辐射温度降低;负载等离子体扰动振幅越大、波长越大,辐射漏失越严重,同等动能加载条件下黑腔内辐射温度也越低。 展开更多

关键词 Z箍缩 动态黑腔 等离子体扰动 辐射漏失 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性

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Z箍缩动态黑腔形成过程MULTI程序一维数值模拟 被引量：3

5

作者 吴福源 褚衍运 +7 位作者 叶繁 李正宏 杨建伦 Rafael Ramis 王真 祁建敏 周林 梁川 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第21期305-312,共8页

Z箍缩动态黑腔能够高效地将Z箍缩丝阵等离子体动能转换为黑腔辐射能,为驱动惯性约束靶丸聚变提供高品质的X射线辐射场.利用一维双温多群辐射磁流体力学程序MULTI-IFE,研究了"聚龙一号"装置驱动电流条件下的Z箍缩动态黑腔形成... Z箍缩动态黑腔能够高效地将Z箍缩丝阵等离子体动能转换为黑腔辐射能,为驱动惯性约束靶丸聚变提供高品质的X射线辐射场.利用一维双温多群辐射磁流体力学程序MULTI-IFE,研究了"聚龙一号"装置驱动电流条件下的Z箍缩动态黑腔形成基本物理过程.数值模拟结果表明,在动态黑腔形成过程中,辐射热波的传播速度比冲击波的传播速度更快,比冲击波更早到达泡沫中心,使中心区域的泡沫在冲击波到达前就已具有较高的辐射温度.对于"聚龙一号"装置动态黑腔实验0180发次采用的负载参数,辐射热波和冲击波在泡沫中的传播速度分别约为36.1 cm/μs和17.6 cm/μs,黑腔辐射温度在黑腔形成初期约80 eV,在冲击波到达泡沫中心前可达100 eV以上,丝阵等离子体外表面发射的X射线能量集中在1000 eV以下.本文给出了程序采用的计算模型、美国"土星"装置丝阵内爆计算结果和"聚龙一号"装置动态黑腔实验0180发次模拟结果. 展开更多

关键词 Z箍缩 动态黑腔 辐射磁流体力学 冲击波

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中俄Z-pinch联合实验新进展 被引量：2

6

作者 徐荣昆 李正宏 +12 位作者 杨建伦 丁宁 周秀文 蒋世伦 章法强 王真 许泽平 宁家敏 李林波 E.V.Grabovsky G.M.Oleynic V.V.Alexandrov V.P.Smirnov 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期400-405,共6页

在Angara-5-1装置Z-pinch实验中,研究了双层丝阵内爆动力学模式和动态黑腔,获得高产额X射线辐射能量和功率,X射线辐射功率达5.6TW,泡沫X射线辐射温度达63eV,本文给出主要实验设计方法和结果.

关键词 Z箍缩 双层丝阵 X射线辐射 动态黑腔

原文传递

基于聚龙一号的钨丝阵Z箍缩内爆辐射特性 被引量：2

7

作者 黄显宾 任晓东 +15 位作者 但加坤 王昆仑 周少彤 徐强 张思群 李晶 蔡红春 欧阳凯 卫兵 计策 丰树平 王勐 谢卫平 邓建军 周秀文 杨毅 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期160-168,共9页

介绍了基于聚龙一号装置的Z箍缩诊断和实验布局，分析了丝数132～300、丝直径5～10μm、丝阵直径13～30mm的单／双层钨丝阵Z箍缩内爆动力学过程和软X射线辐射特性规律。研究表明，钨丝阵等离子体的停滞时间与零维薄壳模型计算的停滞时... 介绍了基于聚龙一号装置的Z箍缩诊断和实验布局，分析了丝数132～300、丝直径5～10μm、丝阵直径13～30mm的单／双层钨丝阵Z箍缩内爆动力学过程和软X射线辐射特性规律。研究表明，钨丝阵等离子体的停滞时间与零维薄壳模型计算的停滞时间一致，内爆轨迹存在偏离，丝阵等离子体内爆开始前以丝烧蚀为主，内爆开始时间约为总内爆时间的67％；随着负载质量和半径的增大，负载电流、内爆停滞时间和X射线辐射脉冲半高宽也相应增加，X射线辐射峰值功率减小。双层钨丝阵的内爆均匀性和一致性优于单层丝阵，其辐射峰值功率明显高于单层钨丝阵，但单／双层钨丝阵辐射产额基本相当，能量转换效率约为15％。此外，还初步讨论了单层钨丝阵驱动的低密度泡沫动态黑腔辐射功率波形特征及其与纯钨丝阵内爆辐射的差异。 展开更多

关键词 Z箍缩 钨丝阵内爆 动态黑腔 辐射特性

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8-MA装置上的Z-箍缩动态黑腔实验研究进展

8

作者 易强 叶繁 +13 位作者 蒙世坚 鲁建 杨建伦 胡青元 郭洪生 陈法新 黄展常 蒋树庆 甯家敏 严小松 杨瑞华 徐荣昆 许泽平 李正宏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期138-151,共14页

综述了8-MA装置上近5年开展的动态黑腔相关实验研究进展。对动态黑腔能量学典型特征研究做了小结并与Z装置做了对比,对丝阵内爆与低密度泡沫相互作用过程中冲击波传播与动态黑腔形成特征的诊断手段和重要结果进行了详细阐述,对动态黑腔... 综述了8-MA装置上近5年开展的动态黑腔相关实验研究进展。对动态黑腔能量学典型特征研究做了小结并与Z装置做了对比,对丝阵内爆与低密度泡沫相互作用过程中冲击波传播与动态黑腔形成特征的诊断手段和重要结果进行了详细阐述,对动态黑腔负载优化过程做了报道。最后对动态黑腔驱动靶丸内爆实验探索开展了分析与总结。 展开更多

关键词 X射线光学 Z-箍缩 动态黑腔 冲击波 韧致本底 中子

原文传递

准球形电磁内爆动力学研究及能量定标关系浅析

9

作者 张扬 孙顺凯 +2 位作者 丁宁 李正宏 束小建 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期210-219,共10页

通过改变Z箍缩负载的初始形状和/或质量密度分布,可以实现等离子体的准球形聚心内爆.同柱形箍缩相比,准球形电磁内爆可以将内爆动能集中加载至负载中心较小的空间区域内,获得更高的能量密度,从而在驱动Z箍缩动态黑腔实现聚变点火方面具... 通过改变Z箍缩负载的初始形状和/或质量密度分布,可以实现等离子体的准球形聚心内爆.同柱形箍缩相比,准球形电磁内爆可以将内爆动能集中加载至负载中心较小的空间区域内,获得更高的能量密度,从而在驱动Z箍缩动态黑腔实现聚变点火方面具有潜在优势.准球形电磁内爆的负载和电极结构比柱形Z箍缩更复杂,球面收缩的几何特点使其内爆动力学过程和能量定标关系显著区别于柱形内爆.本文利用解析的薄壳模型推导并分析了理想条件下准球形电磁内爆的动力学行为和能量定标关系,并同二维磁流体力学模拟结果进行了比较.与柱形Z箍缩内爆相比,准球形电磁内爆的动能不仅与驱动电流有关,而且敏感地依赖于负载的初始尺寸.在不显著降低驱动电流和内爆品质的前提下,适当增加负载的初始半径和最大纬度,有利于获得更多的内爆动能和能量加载密度. 展开更多

关键词 准球形电磁内爆 Z箍缩 动态黑腔 薄壳模型

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Z箍缩动态黑腔冲击波辐射图像诊断

10

作者 蒙世坚 黄展常 +5 位作者 甯家敏 胡青元 叶繁 秦义 许泽平 徐荣昆 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期232-237,共6页

在"聚龙一号"装置上开展了单层钨丝阵加载重泡沫的动态黑腔实验,初步研究了Z箍缩动态黑腔中冲击波传播和黑腔形成的物理过程.获得了冲击波辐射环的演化图像,分析了丝阵等离子体与泡沫的作用过程及动态黑腔内的辐射特性.测得... 在"聚龙一号"装置上开展了单层钨丝阵加载重泡沫的动态黑腔实验,初步研究了Z箍缩动态黑腔中冲击波传播和黑腔形成的物理过程.获得了冲击波辐射环的演化图像,分析了丝阵等离子体与泡沫的作用过程及动态黑腔内的辐射特性.测得冲击波的向心传播速度为(14.2±1.7)cm/μs,冲击波平均宽度为0.8—0.9 mm.冲击波辐射环的发光强度沿角向分布的标准偏差约为±10%,中心黑腔区的标准偏差约为±4.2%. 展开更多

关键词 Z箍缩 动态黑腔 冲击波辐射 分幅相机

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Z箍缩动态黑腔中泡沫柱的装配精度和误差源分析

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作者 杨毅 杨波 +4 位作者 刘旭东 牛高 余斌 朱晔 周秀文 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期28-32,共5页

为了提高Z箍缩动态黑腔中低密度泡沫柱的装配精度,基于辅助移动平台和视觉识别工艺的基础上,对低密度泡沫柱装配的误差源进行了分析与建模。建立设计、加工和装配误差源传递模型和低密度泡沫柱装配同轴度及轴向夹角精度预测模型,获得各... 为了提高Z箍缩动态黑腔中低密度泡沫柱的装配精度,基于辅助移动平台和视觉识别工艺的基础上,对低密度泡沫柱装配的误差源进行了分析与建模。建立设计、加工和装配误差源传递模型和低密度泡沫柱装配同轴度及轴向夹角精度预测模型,获得各误差源对低密度泡沫柱装配精度的影响大小和规律。最后采用某负载进行了模型的有效性验证,当泡沫柱粘接随机位置误差较小时,同轴误差预测值与实测值偏差为0.01-0.03mm,轴向夹角预测值与实测值偏差为0.05°-0.34°。实践表明,该方法可为低密度泡沫柱装配精度的预测和误差源控制提供一定的理论支撑。 展开更多

关键词 动态黑腔 低密度泡沫柱 误差源 装配方案 精度预测

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