多次冲击产生非理想氦等离子体状态方程及光谱研究

项目名称： 多次冲击产生非理想氦等离子体状态方程及光谱研究

项目编号： No.11504352

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 郑君

作者单位： 中国工程物理研究院流体物理研究所

项目金额： 24万元

中文摘要： 天体演化、热核聚变及新能源开发等领域均涉及高温高压等离子体状态方程和辐射输运性质，其高压物性参数对于聚变实验起着至关重要的作用。针对天体主要成分的氦在50–100GPa压力范围缺乏高精度的气炮实验数据，本项目拟采用多次反射冲击压缩技术以实现稠密非理想氦等离子体产生，通过多通道辐射高温计(PMT)、多普勒探针系统(DPS)、光学多通道分析仪(OMA)和条纹相机联合测试技术对其多次压缩状态进行诊断，预计获取1–100 GPa、1–3eV较宽压力温度范围氦的状态方程数据；探索时间分辨瞬态辐射光谱测量，初步实现氦等离子体的多次冲击温度诊断；为建立部分电离等离子体模型提供参考数据，深化高温稠密等离子体产生机理、特性及规律认识，为冲击压缩装置和聚变实验设计服务。

中文关键词： 冲击压缩；状态方程；热力学特性；时间分辨光谱

英文摘要： The equation of state (EOS) and transport properties for the plasma at high temperatures and high pressures have important applications in astrophysics, thermonuclear fusion, and new energy development. The parameters play an important role in the fusion’s test. Due to the lacking of accurate experiments in the pressure range of 50-100 GPa, multi-shock compression experiments for dense nonideal helium plasma will be carried out in our project, where the plasma is generated by shock reverberation technique. The EOS of helium in wider pressures range of 1-100 GPa and temperatures of 1-3 eV is expected to be obtained by combing a pyrometer (PMT), a Doppler pins system (DPS), an optical multichannel analyzer (OMA), and a streak camera. The time-resolved transience radiance spectrum will be measured to analyze the temperatures of helium plasma under multi-shock compression and ionization. So this project can provide the reference data for the partially ionized plasma model, enhance the understanding for the warm dense plasma properties and physical mechanism, and serve the designs of the shock-compression equipment and fusion experiments.

英文关键词： shock compression ;equation of state;thermodynamic properties;time-resovled spectrum