《基於強雷射載入的溫稠密物質溫度診斷實驗研究》是依託中國工程物理研究院雷射聚變研究中心，由趙陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於強雷射載入的溫稠密物質溫度診斷實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙陽
- 依託單位：中國工程物理研究院雷射聚變研究中心
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
溫稠密物質是當前高能量密度物理研究中最具挑戰性的研究對象之一，在慣性約束聚變與天體物理等領域提出了許多期待解決的問題，其溫度效應研究具有跨學科、多尺度的特點，探索溫度診斷技術具有重要基礎研究意義與套用價值。本項目提出了利用神光高功率大能量雷射與高Z材料作用所產生的近Plank輻射場和千電子伏硬X光為驅動源，通過與固體靶相互作用產生極端狀態下的中低Z溫稠密物質。通過發展探針雷射反射率測量與X射線吸收光譜兩種實驗技術，結合理論模型開展溫度效應研究，建立溫度診斷方法，並獲得溫稠密物質在衝擊加熱與等容加熱下的能量傳導特性與原子結構特性的變化規律。本研究將有助於提高人們對溫稠密物質在極端狀態下物理規律的認識，為相關物理模型的建立打下實驗基礎，推動相關研究領域的發展。
結題摘要
溫稠密物質是當前高能量密度物理研究中最具挑戰性的研究對象之一，在慣性約束聚變與天體物理等領域提出了許多期待解決的問題，其溫度效應研究具有跨學科、多尺度的特點，探索溫度診斷技術具有重要基礎研究意義與套用價值。 本項研究首先在神光II裝置上開展了溫稠密KCl和Al電漿X光吸收邊特性實驗研究。通過腔輻場燒蝕衝擊波對撞壓縮方式以及調控M帶加熱，產生了3-5倍固體密度的溫稠密KCl和2倍固體密度的溫稠密Al；利用短脈衝點背光配膠片晶體譜儀開展了高譜分辨的吸收邊光譜測量，獲得了溫稠密物質在衝擊對撞壓縮過程中K殼層吸收邊光譜的變化規律。通過擬合不同壓縮階段的吸收邊寬度，得到了溫稠密物質的溫度，並與流體模擬得到的溫度進行了比較，發現在不同的流體演化時刻 擬合得到的溫度與流體模擬得到的溫度一致。這個結果證明了在衝擊壓縮狀態下可以利用Fermi能級展寬造成的吸收邊展寬來進行溫稠密物質的溫度診斷。 本項研究還在神光III原型裝置上開展了基於反射率測量的溫度診斷探索實驗。實驗中採用乾淨輻射源載入CH/Al/金剛石，利用VISAR診斷Al的反射率及後表面速度。通過分析波系相互作用，由界面速度推導Al的後表面密度。利用反射率測溫方法由密度及反射率推導Al的衝擊溫度。通過比較實驗結果與文獻結果及模擬結果，驗證了基於反射率測量診斷溫度區間為0.1-1.0eV的溫稠密物質的溫度的可行性。 本研究將有助於提高溫稠密物質在極端狀態下溫度診斷能力，為建立相關物理模型和狀態方程的發展打下實驗基礎，推動未來的溫稠密物質密度效應研究。
