《預調製平面薄膜電爆炸實驗研究》是依託西北核技術研究院，由盛亮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：預調製平面薄膜電爆炸實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盛亮
- 依託單位：西北核技術研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁化套筒靶慣性聚變結合了磁化靶和雷射預熱兩項技術，顯著降低了對徑向壓縮率的要求，是Z箍縮驅動聚變物理研究的熱點之一。套筒在內爆過程中形成的電漿殼層保持完整性是磁化套筒靶慣性聚變能夠取得成功的關鍵，對電漿殼層完整性破壞起決定性作用的是磁瑞利泰勒不穩定性的發展，而套筒表面狀態是影響套筒內爆動力學過程的重要因素。基於“微結構絲陣負載Z箍縮實驗研究”項目中取得的研究結果，本項目將致力於預調製平面薄膜電爆炸實驗研究。課題組設計了內壓型和外推型兩種平面薄膜負載結構，可以在平面薄膜兩個表面上施加不同的受力條件。採用鍍絕緣膜和製作周期性微結構兩種主要方法對平面薄膜表面進行預調製，研究預調製結構在“強光一號”(1.3 MA, 100 ns)驅動下的對平面薄膜表面融蝕動力學和磁瑞利泰勒不穩定性發展的影響，探索表面狀態對平面薄膜電爆炸物理過程的調製機理，為我國正在進行的Z箍縮驅動聚變物理提供參考。
結題摘要
該項目的主要物理目標為通過在平面薄膜表面製備不同的微結構，研究在微結構預調製下金屬薄膜表面融蝕動力學過程和電漿MRT不穩定發展規律。主要完成了以下工作：(1) 在“強光I號”裝置原有光學診斷系統的基礎上，建立了紋影陰影共像成像系統和軸向可見光分幅成像系統。(2) 通過綜合分析徑向(視線垂直於電流方向)和軸向(視線平行於電流方向)的可見光分幅圖像發現，早期電流呈離散通道穿過薄膜，在約60-80ns時間範圍內形成完整的單層電流通道，隨後產生的電漿向內聚焦，在薄膜中間形成稠密電漿流，薄膜內外表面電流分離，形成兩個獨立通道。(3) 普通鋁薄膜實驗結果表明平面薄膜內外表面在不同驅動力作用下呈現出顯著不同的動力學過程，外側電漿膨脹速度要快於內側電漿，外側電漿表面不穩定性以大幅值、小波長周期性結構為主，而內表面較快的形成了小幅值、大尺寸結構。(4)不同刻蝕波長的Al薄膜、不鏽鋼薄膜電爆炸實驗表明大周期刻蝕結構能夠有效抑制材料自身的特徵波長，在較長的時間內保持了刻蝕周期結構；內外表面之間存在饋通效應，沒有刻蝕結構的內表面也觀察到了與外表面一致的周期性結構；刻蝕突變區域產生的電漿射流1/2刻蝕波長的特徵結構。(5) 表面絕緣薄膜能夠抑制早期不穩定性的發展和電漿膨脹；不同材料對薄膜電漿發展也有較大的影響，Ag、Cu、Al等材料內外表面不穩定性結構最小特徵波長一致性較好，而Ti與W內外側特徵波長約是內側特徵波長的兩倍。實驗表明平面薄膜電爆炸過程是非常複雜的，包括單層電流通道形成、電漿聚焦、雙層電流通道形成、電漿膨脹與不穩定性發展等多個物理過程，刻蝕波長、表面絕緣、受力大小、材料等對電爆炸過程的不同階段會產生較為顯著的影響。
