《多次衝擊產生非理想氦電漿狀態方程及光譜研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由鄭君擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多次衝擊產生非理想氦電漿狀態方程及光譜研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭君
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
天體演化、熱核聚變及新能源開發等領域均涉及高溫高壓電漿狀態方程和輻射輸運性質，其高壓物性參數對於聚變實驗起著至關重要的作用。針對天體主要成分的氦在50–100GPa壓力範圍缺乏高精度的氣炮實驗數據，本項目擬採用多次反射衝擊壓縮技術以實現稠密非理想氦電漿產生，通過多通道輻射高溫計(PMT)、都卜勒探針系統(DPS)、光學多通道分析儀(OMA)和條紋相機聯合測試技術對其多次壓縮狀態進行診斷，預計獲取1–100 GPa、1–3eV較寬壓力溫度範圍氦的狀態方程數據；探索時間分辨瞬態輻射光譜測量，初步實現氦電漿的多次衝擊溫度診斷；為建立部分電離電漿模型提供參考數據，深化高溫稠密電漿產生機理、特性及規律認識，為衝擊壓縮裝置和聚變實驗設計服務。
結題摘要
天體結構演化和約束聚變等過程均涉及到物質在極端條件下的熱力學狀態，在上述動力學過程所涉及的眾多參數中，高溫高壓溫稠密物質的物態方程起著至關重要作用。針對目前缺乏高精確高壓段的實驗數據，我們重點最佳化設計並改進了實驗壓縮靶裝置，聯合多種診斷技術首次實現溫稠密氦多次衝擊最高至10次壓縮狀態方程診斷，獲取最高壓力~150 GPa、密度~1.1 g/cm3實驗狀態參量，從而實現了從衝擊絕熱到準等熵的熱力學載入過程，其實驗結果驗證了流體自洽變分模型在較寬密度範圍適用性和可靠性，彌補了氣炮實驗與雷射數據之間的空缺。針對單發實驗多次壓縮輻射光強幅度動態範圍變化大的問題，通過對條紋相機觸發時序、掃描時間、曝光光強等進行長時間探索和總結，有效解決了條紋相機觸發時序及灰度預估問題，實驗獲得了完整的、信噪比好的多次壓縮光譜輻射信號，從而為電漿溫度診斷提供重要信息。相關實驗技術的發展為聚變能源材料如氫、氘以及氘氦混合等高壓物性研究提供重要技術支撐。
