沖擊壓縮產(chǎn)生稠密氬等離子體的狀態(tài)方程和光譜特性研究.pdf

1、在聚變物理過程中主要涉及到?jīng)_擊壓縮產(chǎn)生稠密等離子體過程。它的狀態(tài)方程數(shù)據(jù)是計算機(jī)模擬聚變的重要輸入?yún)?shù)，所以研究沖擊壓縮產(chǎn)生高溫稠密等離子體的物理性質(zhì)具有明確的應(yīng)用背景和科學(xué)意義。
　　高溫稠密等離子體狀態(tài)方程和光譜研究已經(jīng)不斷引起人們的濃厚興趣，因為不僅僅在宇宙中存在著豐富的等離子體，演繹著奇妙的天體物理現(xiàn)象;科學(xué)家們也在實驗室里制造等離子體，去觀測許多新的、驚人的等離子體現(xiàn)象，并且在我們?nèi)粘Ｉ钪幸灿泻芏嗬玫入x子體的設(shè)施乃至

2、家電。
　　沖擊波方法是實驗室產(chǎn)生等離子體常用手段之一。目前，產(chǎn)生強(qiáng)沖擊波的技術(shù)手段大體上可以分為四個方面:輕氣炮、強(qiáng)激光、磁驅(qū)動、化爆加載產(chǎn)生強(qiáng)沖擊波。被研究物質(zhì)經(jīng)沖擊波壓縮成為等離子體。由于輕氣炮驅(qū)動飛片撞擊產(chǎn)生的沖擊波具有平面性好的特點，經(jīng)沖擊壓縮后的等離子體具有密度壓力溫度均勻的特點，而且體積大，具有幾個立方厘米，這些優(yōu)點為等離子體參數(shù)診斷提供了非常有利的條件。因此，本學(xué)位論文采用二級輕氣炮作為加載手段，對幾十到數(shù)百倍常態(tài)

3、密度的稠密氬氣進(jìn)行沖擊壓縮以產(chǎn)生高溫稠密等離子體。再利用輻射高溫計(PMT)+多普勒探針系統(tǒng)(DPS)+多通道光學(xué)分析儀(OMA)對其壓力、溫度、密度等狀態(tài)和瞬態(tài)光譜進(jìn)行診斷，獲取寬區(qū)域狀態(tài)方程數(shù)據(jù)。
　　氬是單原子閉殼層氣體分子，沖擊壓縮稠密氣體氬易產(chǎn)生高溫高壓等離子體，它適合于檢驗已有的和新的等離子體理論模型及等離子體診斷技術(shù)。因此，本學(xué)位論文選擇稠密氣體氬作為研究對象，針對目前氣體氬沖擊壓縮實驗終態(tài)壓力局限在30GPa以下，

4、寬區(qū)域等離子體狀態(tài)方程模型構(gòu)建需要這方面實驗數(shù)據(jù)等問題，開展了沖擊壓縮產(chǎn)生高溫高壓等離子體狀態(tài)方程及其光譜診斷技術(shù)研究，主要取得以下三點進(jìn)步和認(rèn)識:(1)實現(xiàn)了沖擊壓縮氬等離子體光輻射歷史、粒子速度剖面、輻射光譜以及LiF窗口Hugoniot等多信息量的同步測量，從實驗上獲得了1～150GPa壓力范圍氬等離子體狀態(tài)方程，驗證了自洽流體變分部分電離等離子體狀態(tài)方程計算模型。(2)設(shè)計了用于測量MPa壓強(qiáng)區(qū)氣體等溫狀態(tài)方程的實驗裝置，測量了