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ICF物理高级研讨班第三讲 —与“杰哥”的周四之约

2021-04-06 作者:殷超

时光飞逝,一转眼,由张杰院士主讲的ICF物理高级研讨班迎来了第三讲。

一如既往,我们在交大闵行校区东中院3-102教室,再续“周四之约”,品味“杰哥”带来的学术盛宴。

按照课程设计,本次课是第二阶段“导读”的第二讲。在上一周“核聚变反应物理”讲解的基础上,本周继续通过核心论文导读的方式,介绍烧蚀与压缩这一关键物理过程。课程开始,张杰院士引领同学们回顾了研讨班的四个阶段和ICF的四个基本物理过程,指出从本次课开始进入ICF的核心部分:烧蚀与压缩。随后,张院士从稳态烧蚀过程、X射线烧蚀、激光烧蚀过程和球形火箭驱动四个方面讲解了ICF中最重要的烧蚀与压缩过程。涉及的基本物理概念1、稳态烧蚀的物理定义;2、直接驱动和间接驱动;3、爆轰和爆燃;4、单激波压缩、于戈尼奥条件;5、X射线超声速爆轰烧蚀波、X射线亚声速爆燃烧蚀波和超声速X射线加热;6、临界密度面、碰撞吸收;7、稳态激光烧蚀热波;8、烧蚀压和质量烧蚀率;9、球形火箭方程;10、排出速度、内爆速度、负载比和火箭效率;11、烧蚀压缩和球形汇聚压缩;12、等熵参数和飞行形状因子。

课程最后,张杰院士对本次课的主要知识点进行了归纳总结。

1、热电子和光子的传输是热稠密等离子体中能量传输的重要形式之一,当它们的平均自由程远小于典型的等离子体尺度时,只是局域地加热等离子体,产生很大的温度梯度。本讲的焦点就是在这种温度梯度下的热能传输。这些能量通常由热电子和光子携带,温度足够高时,扩散输运非常有效,可能在总的能量输运中完全占主导。超声速热波波前传播比声速快,它和前面的材料在声学方面不耦合;亚声速波前则压缩并加速前面的材料,形成烧蚀驱动,它是ICF的基础,驱动效率可以用火箭模型来推导。

2、稳态烧蚀主要有两类烧蚀热波,一是超声速爆轰波,二是亚声速爆燃波。其中低驱动条件下的亚声速爆燃对于ICF是有意义的,即采用多个弱激波叠加实现对燃料的高密度压缩。

3、X射线烧蚀驱动和直接驱动烧蚀的重要区别在于能量沉积位置不同,X射线烧蚀驱动的能量是沉积在烧蚀面,激光直接驱动能量则是沉积在临界面,与烧蚀面之间还有一段电子热传导区。间接驱动的定标主要是依赖黑腔辐射温度,而直接驱动的定标则主要依赖于激光强度和波长。二者显著的不同是烧蚀等离子体的速度(排出速度)。同时,在相同内爆速度的要求下,直接驱动和间接驱动对应的负载比是不同的。

4、内爆压缩主要可分为烧蚀压缩和球形汇聚压缩两个阶段。前期内爆速度较小,烧蚀产生的激波压缩起主要作用,后期内爆速度较高,球形汇聚压缩起主要作用。内爆速度、等熵参数和飞行形状因子是衡量烧蚀驱动球形内爆特性的三个重要参量。

多位同学“投诉”,小编写作水平不高,推文没有具体的上课内容。其实,我们是故意的,想知道张院士都讲了哪些知识?那就赶快加入我们,一起在神圣的教室里遨游ICF的世界吧!每周四,交大闵行校区东中院3-102教室,期待年轻的你们!

本期彩蛋:

友情提示:随着小编摄影技术一丢丢得提升,本期彩蛋不错呦!

No.1     请注意,前方高能!


咦?两位同学,你们成功吸引了小编的注意。马上部署现场采访。

小编:两位同学是一起选修吗?

女生:嗯嗯嗯,听说张杰校长亲自授课,我们来学习并感受一下。

(ps:原来是“杰哥”的粉丝)

小编:两位是…情侣吗?

重点来啦!!!男生:笑而不语;女生:不是吧,哦,啊!

(ps:哦,这样啊!嘿嘿,否认的不够强烈。)

因为选修张杰院士的ICF研讨课,而建立起深厚的革命友谊,也是一段佳话啊!

请和小编一起呐喊:在一起!在一起!在一起!

No.2 儒雅睿智的F10助教男团成员——翁苏明老师

No.3 如春天般灿烂的F10助教男团成员——吴福源老师

No.4 本期F10助教男团成员C位——刘浩博士后

本周习题负责老师,请同学们抱紧刘老师大腿。

No.5 个子高、颜值高、学问高的F10助教男团成员——姜博放博士生

No.6 LLP著名暖男、F10助教男团成员——赵旭博士生


作者:殷超

摄影:殷超