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黑腔X光辐射的模型分析及辐射温度的实验研究

作　者: 黄天晅
导　师: 郑志坚
学　校: 中国工程物理研究院
专　业: 等离子体物理
关键词: 黑腔烧蚀热波辐射增强能量传输效率辐射温度
分类号: TL632.1
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

黑腔X光约束和能量再分配是间接驱动惯性约束聚变（ICF）研究的一个重要课题。本文利用辐射烧蚀热波（AHW）的自相似解建立了对被烧蚀物质积分的质量和能量守恒方程。使用视角因子的方法把所有腔壁面元的加热过程耦合起来，然后运用量纲分析给出了黑腔X光辐射加热问题的相似解。通过数值计算，给出了各种参数条件下黑腔辐射增强因子、导热管X光能量传输效率、以及黑腔X光辐射空间分布的时间演化过程。然后介绍了X光探测器在同步辐射光源上的标定结果，以及在神光Ⅱ基频激光装置上进行的黑腔靶辐射温度定标实验。最后把模型计算的结果与国内外实验结果进行了初步比对。

全文目录

中文摘要  2-6
1 绪论  6-16
  1．1 激光惯性约束聚变研究的发展过程  7-8
  1．2 激光等离子体产生的X光辐射  8-11
  1．3 间接驱动与黑腔X光辐射  11-13
  1．4 模型分析与本文研究内容简介  13-15
  1．5 论文内容安排  15-16
2 辐射烧蚀热波的质能守恒方程  16-38
  2．1 基本原理和概念  16-22
    2．1．1 平衡辐射与绝对黑体  16-18
    2．1．2 等效辐射温度和颜色温度  18
    2．1．3 局部热动平衡与辐射热传导  18-20
    2．1．4 热波与非线性热传导  20-22
  2．2 烧蚀热波的自相似解  22-32
    2．2．1 烧蚀热波模型  22-24
    2．2．2 自相似与渐近自相似  24-26
    2．2．3 不同边界条件的等价性  26-27
    2．2．4 烧蚀热波的自相似解  27-29
    2．2．5 无量纲的辐射流体力学方程组  29-30
    2．2．6 典型数值计算结果  30-32
  2．3 自相似解的应用  32-38
    2．3．1 辐射加热物质的质能守恒方程  32-34
    2．3．2 冲击波速度与辐射烧蚀压  34
    2．3．3 烧蚀热波模型的有效范围  34-38
3 黑腔X光辐射加热与X光约束  38-52
  3．1 引言  38
  3．2 X光辐射加热黑腔的能量平衡  38-40
  3．3 黑腔X光约束的平均相似模型  40-44
  3．4 数值计算结果和讨论  44-48
  3．5 初级光源与次级光源  48-52
4 黑腔X光能量的再分配  52-68
  4．1 柱腔视角函数的计算  52-58
    4．1．1 端面元与柱面元之间的视角因子  53
    4．1．2 柱面元之间的视角因子  53-54
    4．1．3 端面元之间的视角因子  54-55
    4．1．4 视角函数的简单形式  55-58
  4．2 导热管的能量传输效率  58-62
  4．3 柱腔靶的X光能量再分配  62-68
5 X光探测元件的标定  68-76
  5．1 引言  68-69
  5．2 X光阴极的量子效率模型  69-70
  5．3 光源特性及标定方法  70-73
  5．4 X光探测元件的标定结果  73-75
  5．5 标定误差  75-76
6 黑腔靶X光辐射温度的实验研究  76-88
  6．1 引言  76-77
  6．2 黑腔实验安排  77-79
  6．3 实验数据处理  79-80
    6．3．1 软X光能谱  79
    6．3．2 堵口因子  79-80
    6．3．3 等效辐射温度  80
  6．4 黑腔靶实验结果  80-85
  6．5 实验结果与模型分析结果的比较  85-86
  6．6 误差讨论  86-88
7 结束语  88-92
  7．1 主要研究内容及结果  88-89
  7．2 主要结论  89-90
  7．3 与国内外同类研究成果的比较  90-91
  7．4 进一步的工作  91-92
致谢  92-93
参考文献  93-99
附录  99

黑腔X光辐射的模型分析及辐射温度的实验研究

内容摘要

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