激光驱动黑腔X射线源辐照泡沫靶的等离子体特性及加热机制模拟研究OA
等离子体环境对离子束的能量沉积行为及核反应产额具有重要影响.在实验室条件下制备参数可控、空间均匀的等离子体环境,是精确研究聚变物理与天体物理相关核反应机制的关键前提.本文采用二维辐射流体力学数值模拟方法,研究了激光驱动黑腔X射线辐射场作用下,泡沫靶的等离子体演化特性及其加热机制.研究结果表明,激光能量沉积后,黑腔内部通过多次吸收与再发射过程形成辐射温度约20 eV的准黑体辐射场.该辐射场在密度为2 mg/cm^(3)的低密度泡沫靶中驱动超声速辐射热波传播,使能量以体加热形式沉积,从而实现近似等容的均匀加热.在4 ns<t<8 ns的时间区间内,可形成宽度约260μm的高均匀性等离子体通道,其面密度与电子温度保持良好的时空一致性,为离子束注入提供了理想的时空窗口.随着泡沫靶密度的增大,辐射加热波逐渐向烧蚀加热波转变,X射线加热机制由准等容加热过渡至烧蚀加热,流体动力学效应显著增强,最终破坏准等容加热条件.该研究揭示了黑腔X射线照射下泡沫靶等离子体特性及加热机制的密度依赖规律,为实验制备准静态均匀等离子体提供理论参考.
胡小楠;费雯静;袁赟;林杰;马步博;任洁茹;罗文;赵永涛
南华大学核科学技术学院,衡阳421001 南华大学,先进核能技术设计与安全教育部重点实验室,衡阳421001南华大学核科学技术学院,衡阳421001 南华大学,先进核能技术设计与安全教育部重点实验室,衡阳421001南华大学核科学技术学院,衡阳421001 南华大学,先进核能技术设计与安全教育部重点实验室,衡阳421001南华大学核科学技术学院,衡阳421001 南华大学,先进核能技术设计与安全教育部重点实验室,衡阳421001西安交通大学物理学院,物质非平衡合成与调控教育部重点实验室,西安710049西安交通大学物理学院,物质非平衡合成与调控教育部重点实验室,西安710049南华大学核科学技术学院,衡阳421001 南华大学,先进核能技术设计与安全教育部重点实验室,衡阳421001西安交通大学物理学院,物质非平衡合成与调控教育部重点实验室,西安710049
数理科学
辐射流体力学黑腔辐射源辐射烧蚀烧蚀产生等离子体
《物理学报》 2026 (13)
P.235-246,12
国家重点研发计划(批准号:2022YFA1603300)国家自然科学基金(批准号:12305270,12422512,12405238)中国博士后科学基金会支持计划(批准号:GZC20241372)资助的课题。
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