《快Z箍縮中金屬絲陣負載早期行為研究》是依託西安交通大學，由邱愛慈擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：快Z箍縮中金屬絲陣負載早期行為研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：邱愛慈
- 依託單位：西安交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬絲陣負載的採用使快Z箍縮研究取得了突破性進展，人們由此看到了Z箍縮驅動X光慣性約束核聚變的可能性。但是，人們對絲陣負載快Z箍縮早期過程（單絲電爆炸和絲陣融合、消融過程）物理機制的了解還非常有限，這大大制約了快Z箍縮研究的進一步發展。針對上述問題，本項目將對絲陣負載快Z箍縮早期行為進行以下深入研究：從千安量級的單絲電爆炸特性的研究著手，著重研究核冕結構形成和發展過程的物理機制，並建立其數值模擬代碼；在此基礎上研究百千安和兆安量級絲陣負載在全局磁場作用下絲陣核冕結構的演變過程，並探索其調控方法；同時也將研究基於X箍縮的X射線背光照相這一絲陣負載快Z箍縮早期行為的關鍵診斷技術。通過本項目的研究，可以更加全面和深入地掌握金屬絲陣快Z箍縮的物理機制，深入了解絲陣負載早期行為對後續的內爆過程及其不穩定性發展的影響，指導絲陣負載的結構參數最佳化，促進我國大型Z箍縮及其驅動的慣性約束核聚變研究的發展。
結題摘要
快Z箍縮在國家戰略安全和科學前沿中發揮重要作用，人們對絲陣Z箍縮早期過程的認識仍非常有限，極大制約了Z箍縮的進一步發展。本項目對快Z箍縮絲陣負載早期行為及其調控開展研究：首先，創新研究了快電流前沿、金屬絲表面塗層、正極性電場等方法，明晰了能量沉積速率及表面電場與核冕結構演變過程的物理關係，突破了高Z材料金屬絲電爆炸完全氣化的難題。建立了低Z元素金屬絲電爆炸產物狀態方程和輸運參數的計算方法，以及“冷啟動”物理數學模型，並經過實驗結果校驗，為內爆模擬代碼提供更準確的初始條件。其次，在單絲研究基礎上，系統研究了全局磁場下絲陣電漿消融過程及其輻射特性，基於研製的空間分辨達160μm的雷射湯姆遜散射診斷系統，首次定量測得Z箍縮消融電漿調製結構內部的速度差異，為進一步揭示MRT初始擾動產生機理提供了新的思路；特別是提出了快前沿預脈衝電流調控絲陣Z箍縮早期行為的思路，突破了快前沿預脈衝源與兆安電流主脈衝配合的關鍵技術，建成世界首台耦合獨立快前沿預脈衝源的雙脈衝Z箍縮實驗平台，完全消除了傳統絲芯不均勻消融而引起的磁瑞利-泰勒不穩定性的初始擾動，有望實現X射線輻射功率新的突破。此外，建立了r-z方向和r-θ方向的X箍縮點投影照相系統，實現了金屬絲電爆炸過程中質量密度分布的定量測量。 發表SCI論文42篇，出版專著2部，獲授權發明專利7件，主辦國際會議1次，做國際會議特邀報告2次，獲優秀青年學者獎和最佳學生論文獎各1項，部分相關成果獲2016年國家技術發明獎二等獎1項。新增了傑出青年基金獲得者、國家新世紀百千萬人才、優秀青年基金獲得者、長江學者講座教授、青年長江學者、中國科協青年人才托舉工程入選者各1名，培養博士研究生14名。通過研究，更全面和深入地掌握了絲陣快Z箍縮的物理機制，深入認識了絲陣早期行為對後續內爆過程及其不穩定性發展的影響，為我國未來大型Z箍縮驅動器的自主創新發展提供重要支撐。
