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Z箍缩内爆等离子体研究新进展

物理 2001年第2期30卷 81-85页

作者：杨震华北京应用物理与计算数学研究所北京100088

目前 ,快过程Z箍缩内爆等离子体可以把储存在脉冲功率加速器内 15 %的电能转化为大能量、高功率的X射线源 .美国Sandia实验室的Z装置已经产生了总能量为 1 8MJ、功率为 2 90TW和黑腔温度超过 2 0 0eV的X射线源 ,这些进展正在用于惯性约... 详细信息

目前 ,快过程Z箍缩内爆等离子体可以把储存在脉冲功率加速器内 15 %的电能转化为大能量、高功率的X射线源 .美国Sandia实验室的Z装置已经产生了总能量为 1 8MJ、功率为 2 90TW和黑腔温度超过 2 0 0eV的X射线源 ,这些进展正在用于惯性约束聚变 (ICF)实验研究 ,并对它的后续装置X - 1正在进行概念性设计 .文章概要地叙述了Sandia实验室近五年来在Z装置上进行Z箍缩实验所取得的进展 .

关键词： Z箍缩内爆等离子体惯性约束聚变

脉冲驱动磁化等离子体内爆升温点火的数值模拟

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强激光与粒子束 2016年第7期28卷 60-68页

作者：刘斌李成邓爱东杨显俊中国工程物理研究院研究生部北京100088 中国工程物理研究院聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

通过建立物理模型,用一维三温拉氏磁流体力学程序分析了由强电流(MA)脉冲驱动的金属套筒内爆压缩磁化等离子体的升温点火及能量增益过程。分析了脉冲驱动的金属套筒内爆、不同驱动源对金属套筒内爆升温的影响、Z箍缩过程中内嵌磁场和预... 详细信息

通过建立物理模型,用一维三温拉氏磁流体力学程序分析了由强电流(MA)脉冲驱动的金属套筒内爆压缩磁化等离子体的升温点火及能量增益过程。分析了脉冲驱动的金属套筒内爆、不同驱动源对金属套筒内爆升温的影响、Z箍缩过程中内嵌磁场和预加热温度对磁化等离子体升温的影响,以及点火需要的初态参数和点火后的能量输出。此外,对该过程中磁场增加α粒子能量沉积、降低电子离子热传导能量损失的物理机制做了介绍和分析。磁流体数值模拟结果显示:当初始的内嵌磁场和燃料的预加热温度分别取5T和250eV时,即可获得超过4keV的升温,初始参数包括内嵌磁场、预加热温度、燃料密度、套筒尺度、驱动脉冲幅值、加载时间等。在一定的条件下,点火成功,可产生kT量级的强磁场,并获得百kJ/mm量级的能量输出。

关键词：磁化靶 Z箍缩内爆等离子体磁流体数值模拟

用云母弯晶谱仪探测Z箍缩等离子体X射线光谱

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强激光与粒子束 2008年第6期20卷 969-972页

作者：施军肖沙里王洪建黄显宾杨礼兵蔡红春重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400030 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

为了研究Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱，研制了可用于“阳”加速器上探测宽频谱范围的X射线椭圆弯曲晶体谱仪。该谱仪晶体分析器采用云母材料，椭圆焦距为1350mm，离心率为0．9485，覆盖布拉格范围为30°～60°，可探测X射线波长范围为... 详细信息

为了研究Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱，研制了可用于“阳”加速器上探测宽频谱范围的X射线椭圆弯曲晶体谱仪。该谱仪晶体分析器采用云母材料，椭圆焦距为1350mm，离心率为0．9485，覆盖布拉格范围为30°～60°，可探测X射线波长范围为0．10～1．73nm（0．86～1．00nm除外），用X射线胶片接收光谱信号。探测实验在中国工程物理研究院“阳”加速器上进行，实验结果表明：谱仪获取了氩的类氢共振线Lya及其伴线、类氦共振线（1s2p^1P1-1s2^1So）ω线及磁四级M2跃迁（1s2p^3P2-1s^21^So）x线、互组合跃迁（1s2p^3P1-1s^21^So）y线、禁戒谱线（1s2p^3P1-1s^21^So）z线和Ka线，谱线分辨率达到564。实验证明弯晶谱仪适合于Z箍缩等离子体X射线光谱学诊断。

关键词： Z箍缩 X射线光谱晶体谱仪内爆等离子体

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Z箍缩内爆的MARED程序1维模拟分析

强激光与粒子束 2008年第2期20卷 212-218页

作者：丁宁邬吉明杨震华符尚武宁成刘全束小建张扬戴自换北京应用物理与计算数学研究所北京100088

研制可靠的数值模拟工具对Z箍缩内爆产生X光辐射过程进行理论研究、实验分析以及负载设计至关重要。介绍了2维三温辐射磁流体力学程序(MARED)的物理方案,给出了MARED程序的1维检验结果,验证表明MARED程序适用不同装置条件、不同负载参... 详细信息

研制可靠的数值模拟工具对Z箍缩内爆产生X光辐射过程进行理论研究、实验分析以及负载设计至关重要。介绍了2维三温辐射磁流体力学程序(MARED)的物理方案,给出了MARED程序的1维检验结果,验证表明MARED程序适用不同装置条件、不同负载参数。结合丝阵Z箍缩实验的数值模拟和分析表明:相同负载质量条件下,钨丝阵内爆产生的X光辐射功率远大于铝丝阵产生的X光功率;相同负载电流条件下,负载质量越大,计算得到X光功率越低;X光功率随着负载电流增加而增加。

关键词： Z箍缩内爆等离子体丝阵负载 MARED程序数值模拟 X光辐射

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“阳”加速器上喷气Z箍缩负载特性

强激光与粒子束 2010年第3期22卷 687-690页

作者：任晓东黄显宾杨礼兵但加坤段书超张朝辉周少彤中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900

介绍了一种用于"阳"加速器的超音速单壳层喷气Z箍缩负载。利用快响应压力探针对喷气负载产生的超音速流场进行了测量,获得了流场中各个位置的冲击压力以及超音速喷嘴前端的驻室压力,结合流体力学公式,给出了流场中的压力和密度分布。气... 详细信息

介绍了一种用于"阳"加速器的超音速单壳层喷气Z箍缩负载。利用快响应压力探针对喷气负载产生的超音速流场进行了测量,获得了流场中各个位置的冲击压力以及超音速喷嘴前端的驻室压力,结合流体力学公式,给出了流场中的压力和密度分布。气流的径向密度剖面显示,气体壳层的位置随轴向位置的变化而存在差异,并且随着到喷嘴距离的增加,轴心处的气流密度不断增加。对密度分布的径向积分结果表明,气流在靠近喷嘴处的线质量密度最大,距喷嘴越远,线质量密度越小。利用单壳层超音速喷气负载,在"阳"加速器上进行了喷气Z箍缩内爆实验,对内爆过程进行了初步分析,并利用雪耙模型计算了等离子体壳层的内爆轨迹,计算结果与实验测量较好地符合。

关键词：喷气Z箍缩超音速喷嘴压力传感器内爆等离子体

“阳”加速器Z-pinch实验中负载方案的分析

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强激光与粒子束 2001年第2期13卷 209-212页

作者：杨震华北京应用物理与计算数学研究所北京100088

对“阳”加速器 ( 1 .2 MV,1 .5MA,1 2 0 ns)上开展 Z箍缩 ( Z-pinch)内爆等离子体实验产生强 X光源的负载设计进行了基本的物理分析 ,在此基础上给出负载的结构尺寸 ,气体种类、密度和相关的参数。

关键词： Z箍缩内爆等离子体负载 “阳”加速器快过程

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铝丝阵列Z箍缩的辐射磁流体动力学过程

强激光与粒子束 2002年第6期14卷 877-881页

作者：宁成杨震华丁宁北京应用物理与计算数学研究所北京100088

　在拉格朗日坐标系下,建立了描述Z箍缩等离子体内爆动力学过程的一维三温辐射磁流体力学方程组,并编制了相应的拉氏程序。利用该程序对美国Sandia实验室Saturn装置上的铝丝阵列内爆实验进行了数值模拟,得到了内爆等离子体各参量的时空... 详细信息

　在拉格朗日坐标系下,建立了描述Z箍缩等离子体内爆动力学过程的一维三温辐射磁流体力学方程组,并编制了相应的拉氏程序。利用该程序对美国Sandia实验室Saturn装置上的铝丝阵列内爆实验进行了数值模拟,得到了内爆等离子体各参量的时空分布。其中内爆到心时刻、X光峰值功率、X光总能量等计算结果与实验结果基本一致。表明所建立的物理模型和编制的程序是合理和可靠的。

关键词： Z箍缩辐射磁流体动力学内爆等离子体铝丝阵列