HEDP研究的技術(shù)條件

一、HEDP--新的物理學(xué)領(lǐng)域二、HEDP研究的技術(shù)條件三、HED條件下的物質(zhì)特性四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理六、結(jié)論和看法一、高能量密度物理--新的物理學(xué)領(lǐng)域(1）高能量密度（HED）通常指能量密度大于

105J/cm3，即壓力超過1Mbar(=105J/cm3=1011J/m3)，例：氫原子玻爾半徑處電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的HED；材料模塊沖擊波壓縮產(chǎn)生的電離能量密度。

HEDP涉及到物理學(xué)此前研究中沒有涉及到的大量新的現(xiàn)象和認(rèn)識(shí)：——實(shí)驗(yàn)室中極端條件下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式；——天體物理學(xué)觀察到前所未認(rèn)識(shí)的、新奇的絢麗多彩的現(xiàn)象。

HEDP改變了某些傳統(tǒng)的物理學(xué)觀念和修正了某些模型近似（量子力學(xué)的、經(jīng)典的和相對(duì)論的）。典型的HED系統(tǒng)常常是：集體效應(yīng)（大量自由度被激發(fā)）占了主導(dǎo)，非線性效應(yīng)重要；部分和完全退化態(tài);復(fù)雜的可壓縮流體動(dòng)力學(xué);高剝離的原子態(tài)（庫侖場(chǎng)被嚴(yán)重畸變)；有質(zhì)動(dòng)力導(dǎo)致熱壓力完全不重要，等等。

一、高能量密度物理--新的物理學(xué)領(lǐng)域(2）一、高能量密度物理--新的物理學(xué)領(lǐng)域（3）HEDP已成為物理學(xué)研究中的一個(gè)亮點(diǎn)，有關(guān)的綜合評(píng)論，例如：“FrontiersinHighEnergyDensityPhysics”byR.Davidsonetal.“ConnectingQuarkswiththeCOSMOS:ElevenScienceQuestionsfortheNewCentury”byM.Turneretal.二、

HEDP研究的技術(shù)條件1．高能量、高功率驅(qū)動(dòng)器發(fā)展

2．高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展和高性能大軟件包的開發(fā)

二、HEDP研究的技術(shù)條件(1)

1．高能量、高功率驅(qū)動(dòng)器的建造和使用美國(guó)：

正在運(yùn)行的30kJ（2-3ns）OMEGA激光器，到靶上激光強(qiáng)度為1015-1016W/cm2；正在建造2.5kJ(~1ps)的OMEGA-EP兩束超短脈沖超強(qiáng)激光器，激光強(qiáng)度>1020W/cm2。正在建造1.8MJ(5-10ns)的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF），2006年已建成8束，2008-2009年192束。二、HEDP研究的技術(shù)條件(2)

美國(guó)：正在運(yùn)行的20MA的Z-Pinch裝置日本：GEKKO-XII約2.5ns,8kJ綠光

約1kJ(~0.5ps)泊瓦激光裝置二、HEDP研究的技術(shù)條件(3)

歐洲：

法國(guó)的1.8MJ(5-10ns)240束的LMJ激光器

LIL-hall:500m2LIL-building:150x70m2中國(guó)：

SG-II激光器（8束,1ns,3kJ,藍(lán)光）已打靶實(shí)驗(yàn)3000發(fā)

正在進(jìn)行SG-II升級(jí)(3ns,24kJ,藍(lán)光)二、HEDP研究的技術(shù)條件(4)

神光II第九路(3ns,1.0m,4.5kJ)為背光照相(2005)和拍瓦激光(1.5kJ,2ps,2009),二、HEDP研究的技術(shù)條件(5)

2006年建成的8束SG-III原型激光器(3ns,3ω,10kJ）,已打靶實(shí)驗(yàn)近1000發(fā)

空間濾波器激光大廳原型激光大樓靶室d=2.6m(3)

ConstructionofSG-Ⅲlaserfacilityisunderway.實(shí)驗(yàn)室面積:176m×76m,包括三個(gè)部分：激光系統(tǒng)，靶室，潔凈裝配車間.

正在建造的SG-III現(xiàn)場(chǎng)二、HEDP研究的技術(shù)條件(6)

SG-III激光器,48束(3ns,3ω,200-400kJ),2012年建成

正在計(jì)劃建造SG-IV點(diǎn)火裝置(3ns,3ω,1.5MJ),2020年完成。

激光系統(tǒng)靶場(chǎng)系統(tǒng)潔凈裝配車間2．高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展和高性能大軟件包的開發(fā)美國(guó)：

>367萬億次計(jì)算機(jī)（2008年1000T）

LASNEX軟件包二、HEDP研究的技術(shù)條件（11）二、HEDP研究的技術(shù)條件（12）中國(guó)：25萬億次高性能計(jì)算機(jī)正在運(yùn)行

LARED軟件包日本：

地球模擬器：40T

二、HEDP研究的技術(shù)條件（13）三、HED條件下的物質(zhì)特性1．HED條件下凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)2．高溫等離子體和輻射流體動(dòng)力學(xué)三、HED條件下的物質(zhì)特性(1)1．HED條件下凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)(1)新物質(zhì)產(chǎn)生當(dāng)溫度T<1eV時(shí)，電離很少，高壓下新物質(zhì)：例如，壓力1-10Mb(溫度~103-104)時(shí)，氣態(tài)氫

流體氫金屬化。結(jié)構(gòu)?相變圖?電阻和電導(dǎo)率?超導(dǎo)性?(N.?)壓力1Mb和溫度幾千度產(chǎn)生了碳的合成物，如人造金剛石等；地幔(地表以下40-2900公里的半固體層)物質(zhì)在壓力~1.30Mb和溫度~4500oC時(shí)發(fā)生奇特變化,例氧化鐵變成鎂方鐵礦，而含鎂和硅的混合物也被壓縮成鈣鐵礦。高溫高壓會(huì)導(dǎo)致越來越多的自旋電子配對(duì)，并產(chǎn)生自旋低消。因此鐵離子會(huì)從高自旋態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥孕龖B(tài)。與處於高自旋態(tài)的鎂方鐵礦比，低自旋態(tài)的礦物密度更高。（S.21/09/07)三、HED條件下的物質(zhì)特性(2)

非常低溫下氦氣可以轉(zhuǎn)化成液體，而在特別高壓力下液氦又可以轉(zhuǎn)化成固體氦狀態(tài)。粒子表現(xiàn)出無摩擦流動(dòng)現(xiàn)象，像液氦超流現(xiàn)象－－超固體新物質(zhì)。(N.06/12/07)高能飛秒激光束聚焦在金屬表面產(chǎn)生了特殊納米結(jié)構(gòu)，形成了“黑金屬“，使金屬吸收輻射能力極大提高。半導(dǎo)體材料硅經(jīng)飛秒激光輻照后變成了“黑”硅，能吸收照射在其上的全部光能，無反射光。(RochesterU）高壓下物質(zhì)響應(yīng)產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變,改變了物質(zhì)的性質(zhì)，從固體向塑性流動(dòng)過渡。激光等熵壓縮氘氚密度大于300gcm-3以上,退化態(tài)（溫度小于費(fèi)米溫度),原子間距～0.25A小于氫原子Bohr半徑,電子不可能穩(wěn)定圍繞質(zhì)子轉(zhuǎn)，等.三、HED條件下的物質(zhì)特性(3)

(2)高密度低溫非理想氣體特性

強(qiáng)耦合效應(yīng)

低溫高密度態(tài)，離子周圍形成電子屏蔽云，電子（離子）相互作用能超過理想氣體動(dòng)能。

集體效應(yīng)產(chǎn)生非線性現(xiàn)象高密度、部分電離等離子體中能集體激發(fā)多種波。集體效應(yīng)產(chǎn)生波-波、波-粒子的非線性相互作用；固體晶格對(duì)激光響應(yīng)產(chǎn)生的非線性應(yīng)力和應(yīng)變。

三、HED條件下的物質(zhì)特性（4）

Fermi退化態(tài)強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)近等熵壓縮實(shí)驗(yàn)已得到CD材料大于600倍的壓縮密度；數(shù)值模擬表明在1.5MJ激光能量驅(qū)動(dòng)下，氘氚密度可達(dá)到>400g/cm3。在實(shí)驗(yàn)室可實(shí)現(xiàn)的近Fermi退化態(tài),原子間距小於Bohr半經(jīng)。對(duì)氫同位素氘氚,內(nèi)能

;

壓力

,,（3）物質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)和原子電離過程

物質(zhì)的狀態(tài)方程（EOS）不同物質(zhì)壓力與密度和溫度的關(guān)系可分成三個(gè)區(qū)域：

*區(qū)域。,實(shí)驗(yàn)已得到多種物質(zhì)的多個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。

*

區(qū)域。這一區(qū)域物理模型研究具有挑戰(zhàn)性。目前強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)已可獲得Cu等物質(zhì)10Mb-30Mb的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。大于30Mb數(shù)據(jù)少，精度不高。

*

區(qū)域。Thormas-Fermi模型(量子修正)有效。

三、HED條件下的物質(zhì)特性

（5）三、HED條件下的物質(zhì)特性

(6）D和Cu狀態(tài)方程圖約1Mb條件下氘的EOS出現(xiàn)以前未知的狀態(tài)Al-Au06040503AlAu06040506Cu-AuAuCu06040403Al-(Cu-Au)AlAuCu金的雨貢紐數(shù)據(jù)(沖擊波速度D和壓力P)實(shí)驗(yàn)靶(鋁－金阻抗匹配)：間接驅(qū)動(dòng)銅中沖擊波壓強(qiáng)~2.3TPa。

SG-II上銅的雨貢紐曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果三、HED條件下的物質(zhì)特性(7)

三、HED條件下的物質(zhì)特性(8)

在我們太陽系中的全部巨行星，主要由氣體（例如，氫）構(gòu)成，它們比類地行星大得多。

近年來，外太陽系中巨行星的發(fā)現(xiàn)表明了巨行星是宇宙家族中的重要一員，它的主要特征是內(nèi)部可能存在大體積金屬氫，它的行為與氫的狀態(tài)方程密切有關(guān)，是研究氫的EOS的重要天體。巨行星（氫）演化與狀態(tài)方程關(guān)系敏感（D2的EOS）三、HED條件下的物質(zhì)特性(9)能級(jí)……軔致輻射-逆軔致吸收自發(fā)輻射-線吸收輻射復(fù)合-光電離電子碰撞電離-三體復(fù)合電子碰撞激發(fā)-電子碰撞退激發(fā)自電離-共振俘獲（雙電子復(fù)合）（重離子碰撞）激光-X光轉(zhuǎn)換輻射輸運(yùn)輻射流體力學(xué)輻射不透明度電子熱傳導(dǎo)不透明度狀態(tài)方程X光激光狀態(tài)診斷平均原子模型自洽場(chǎng)方法超越自洽方法三、HED條件下的物質(zhì)特性(10)

高剝離態(tài)原子物理高溫導(dǎo)致中高z元素高電離度，通常一半以上束縛電子電離時(shí)稱高剝離態(tài)。由于能級(jí)大量分裂，離子的電場(chǎng)互相影響及高密度下的關(guān)聯(lián)導(dǎo)致高剝離態(tài)原子比通常零溫下原子物理復(fù)雜，需要大規(guī)模數(shù)值模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。三、HED條件下的物質(zhì)特性(11)2．高溫等離子體和輻射流體動(dòng)力學(xué)（1）輻射流體力學(xué)是研究高溫輻射與流體狀態(tài)等離子體物質(zhì)相互作用的動(dòng)力學(xué)，其中輻射熱傳導(dǎo)是傳遞能量的基本過程。

當(dāng)輻射波在LTE下的擴(kuò)散熱傳導(dǎo)速度小于聲速CS（

R為光學(xué)厚度）時(shí)，形成激波；當(dāng)VR>CS時(shí)，只有輻射波快速傳輸，激波和稀疏波不能形成。目前仍有很多輻射熱傳導(dǎo)課題需要進(jìn)一步研究。

三、HED條件下的物質(zhì)特性(12)（2）輻射流體力學(xué)過程存在輻射波、激波、稀疏波相互作用，在激光與物質(zhì)相互作用、核爆以及超新星爆炸等過程中都會(huì)遇到這些現(xiàn)象。目前除激波與稀疏波或者輻射波與激波相互作用問題已經(jīng)解決外，三波相互作用研究仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)性的問題。

輻射激波的傳播和特性輻射激波的波頭為輻射波波頭，背為激波，從頭到背有一個(gè)厚度Δr=r輻

-r激,目前很少有研究工作。超新星爆炸外層低密度區(qū)域和核爆炸某些區(qū)域都可能出現(xiàn)輻射激波。三、HED條件下的物質(zhì)特性(13)

四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理

1.激光相對(duì)論等離子體作用產(chǎn)生自生磁場(chǎng)

2.電子尾場(chǎng)加速

3.質(zhì)子加速

4．天體中吸積致密天體動(dòng)力學(xué)

5.探索黑洞某些性質(zhì)

6.

射線爆

四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(1)拍瓦（1015瓦）激光與等離子體相互作用和強(qiáng)場(chǎng)物理

強(qiáng)度1018w/cm2激光與物質(zhì)相互作用提供了十分重要的HED條件：相對(duì)論等離子體相互作用產(chǎn)生粒子高能加速，電子能量可大于100MeV；由于回電流的效應(yīng)相對(duì)論高能電子（>1MeV）電流可以超過Alfven極限，例如，在4倍臨界密度等離子體中傳播的電流密度可達(dá)到1012A/cm2以上；產(chǎn)生的電場(chǎng)可達(dá)到10GeV/cm,軸向和角向的自生磁場(chǎng)100MG，對(duì)高能電子產(chǎn)生顯著的聚焦和準(zhǔn)直作用。在拍瓦激光與相對(duì)論等離子體作用中產(chǎn)生了真空沸騰，實(shí)驗(yàn)獲得了大量正負(fù)電子對(duì)。相互作用也導(dǎo)致了高能電子（質(zhì)子）在高密度等離子體中能量沉積，為快點(diǎn)火提供了形成熱斑的條件。1.自生磁場(chǎng)--LARED-3DPIC數(shù)值模擬結(jié)果四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(2)

圓極化激光相對(duì)論等離子體作用產(chǎn)生軸向和角向自生磁場(chǎng)；線極化激光相對(duì)論等離子體相互作用只產(chǎn)生角向磁場(chǎng)。產(chǎn)生接近100MG自生磁場(chǎng)和100MA電流軸向電流軸向磁場(chǎng)角向磁場(chǎng)電流準(zhǔn)直四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(3)

2．宇宙磁場(chǎng)及其影響宇宙中充滿了磁場(chǎng)，包括中子星（~1012G磁場(chǎng)）和巨大氣體行星的磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)的起源依然蒙著神秘的面紗。例如，磁場(chǎng)能夠影響吸積盤天體動(dòng)力學(xué)，對(duì)磁流體動(dòng)力學(xué)中的湍流和角動(dòng)量輸運(yùn)產(chǎn)生作用；磁場(chǎng)影響了超新星爆炸后殘?bào)w邊緣的結(jié)構(gòu)；磁場(chǎng)也對(duì)宇宙射流發(fā)生作用等等。目前在實(shí)驗(yàn)室中通過超強(qiáng)激光與相對(duì)論高密度等離子體相互作用能夠產(chǎn)生上億高斯磁場(chǎng)，這對(duì)研究磁場(chǎng)對(duì)高密度天體的影響很有幫助。同時(shí)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬也表明了這樣強(qiáng)磁場(chǎng)的存在以及它對(duì)相對(duì)論高能電子運(yùn)動(dòng)的影響。

四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(4)

3.電子尾場(chǎng)加速:

激光在等離子中傳播激發(fā)等離子體波，由于電荷分離產(chǎn)生尾場(chǎng)，電子在等離子體波中“沖浪”運(yùn)動(dòng)，獲得加速。I＝3x1020w/cm2,觀察到電子能量大于300MeV(Manglesetal.,PRL94(05)氣泡加速電子，近單能和幾度發(fā)散角(Katsouleasetal.,Nature,515(04)).4.質(zhì)子加速--觀察到CH靶背面質(zhì)子的Bragg峰電場(chǎng)分布速度分布

四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(5)

四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(7)PW激光(1020w/cm2)垂直入射到CH靶面產(chǎn)生帶電粒子(電子、質(zhì)子、碳離子)加速,t=500fs.(Zhou,He,APL,Opt.Lett.(07))

PW激光(1020w/cm2)斜入射到CH靶面產(chǎn)生帶電粒子(電子、質(zhì)子、碳離子)加速,t=500fs.四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(8)5．宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為，大爆炸后幾個(gè)微秒發(fā)生夸克-強(qiáng)子相變前，夸克－膠子等離子體作為原始物質(zhì)充滿了早期宇宙，它們可能存在于現(xiàn)在中子星的核心部分，或在恒星的塌縮過程中產(chǎn)生。探索古老的物質(zhì)原始狀態(tài)，對(duì)了解物質(zhì)的本質(zhì)和宇宙起源十分重要。RHIC使Au+46發(fā)生100GeV/核子對(duì)撞，觀測(cè)到夸克-膠子等離子體。隨著超短脈沖超強(qiáng)激光技術(shù)發(fā)展（靶面激光強(qiáng)度5

1019w/cm2時(shí)，實(shí)驗(yàn)已證明產(chǎn)生的質(zhì)子能量達(dá)30MeV，Pb+46離子能量0.43GeV)，如果激光強(qiáng)度

1026w/cm2，有可能進(jìn)行重核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)。探索E=MC2物理機(jī)制及大爆炸后光速運(yùn)動(dòng)無質(zhì)量夸克怎樣手征對(duì)稱性破缺導(dǎo)致質(zhì)量。

四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(9)吸積是很多天體主要能量來源，吸積致密天體性質(zhì)研究是天體物理研究中最吸引人的領(lǐng)域之一，這些吸積致密天體多數(shù)是雙星系，例如，一方為中子星或黑洞的塌縮星體，另一方為白矮星（類太陽恒星，生命終結(jié)階段的密度達(dá)到每立方厘米1噸，體積與地球相仿）等星體。一方對(duì)另一方的強(qiáng)烈的吸積（形成吸積盤）發(fā)射的X射線，以及X射線引起的光致電離等離子體（平衡和非平衡）是研究吸積致密天體動(dòng)力學(xué)的重要內(nèi)容。通過X射線的測(cè)量和實(shí)驗(yàn)室模擬（激光器和Z-Pinch）以及數(shù)值計(jì)算，吸積致密天體動(dòng)力學(xué)研究正在成為熱點(diǎn)之一。6．天體吸中吸積致密天體動(dòng)力學(xué)黑洞正在吸積恒星物質(zhì)，發(fā)射X射線，引起的光致電離四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(10)

模擬黑洞輻射在強(qiáng)度為1026W/cm2激光作用下，電子將在約2.7

105GV/cm電場(chǎng)中加速a達(dá)到約1027g加速度，它接近黑洞視界處的引力加速度大小。這樣極高的加速度產(chǎn)生的Unruh輻射（有效輻射溫度的黑體輻射）與由引力場(chǎng)誘導(dǎo)的霍金輻射有多方面類似，因此，從Unruh輻射可探討黑洞輻射的某些性質(zhì)。7．探索黑洞某些性質(zhì)模擬的可能

黑洞附近雙星系統(tǒng)一顆恒星被吸入，另一顆恒星成為逃星8．

射線爆四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(11)

可能機(jī)制拍瓦激光進(jìn)行火球?qū)嶒?yàn)Mev質(zhì)子爆炸（持續(xù)1秒）五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理1．慣性約束聚變內(nèi)爆壓縮動(dòng)力學(xué)輻射輸運(yùn)燒蝕流體力學(xué)不穩(wěn)定性天體燒蝕流體力學(xué)不穩(wěn)定噴射快點(diǎn)火6.熱核點(diǎn)火和自持燃燒條件五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(1)直接驅(qū)動(dòng)注入孔氘氚小球間接驅(qū)動(dòng)快點(diǎn)火方式1.慣性約束聚變

研究高功率激光驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆壓縮燃料達(dá)到高密度、局部高溫是為了研究點(diǎn)火所需要的條件:T=5-10keV;ρr=0.3-0.5gcm-2。

隨著NIF（美國(guó)的國(guó)家點(diǎn)火裝置）等激光裝置的建成，2010年左右將在實(shí)驗(yàn)室中演示熱核點(diǎn)火和自持燃燒過程。目前已進(jìn)行了大量?jī)?nèi)爆壓縮實(shí)驗(yàn)和理論研究，CH物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)已獲得600倍的常密度的壓縮；也測(cè)到了氘氚熱斑離子溫度達(dá)到幾個(gè)keV的結(jié)果。我國(guó)計(jì)劃2020左右點(diǎn)火。

（1）SG-II上的內(nèi)爆壓縮動(dòng)力學(xué)直接驅(qū)動(dòng)(DT靶丸）:五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(2)

最高中子產(chǎn)額4

109/發(fā);內(nèi)爆壓縮密度大于1000倍內(nèi)爆速度:爆推靶(2.9-4.6)

107cm/s;燒蝕靶(1.3-2.9)

107cm/s

粒子成像

間接驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆壓縮(燃料芯自背光照相成相)t1t1+40pst1+80pst1+120pst1+200pst1+240pst1+280pst1+440pst:60pscapsule:

200

m,shell-13

mCH＋2

mSiO2,10atmDT.Filter:100

mBe+3.5

mAl五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(3)

SG-III原型上靶球變形實(shí)驗(yàn)和LARED數(shù)值模擬Au黑腔Ф=1000

m,靶丸Ф=1000

m,DD:9-10atm.,dopedAr:0.2atm.(2)

LARED模擬間接驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果aba/b1.44L=1600

ma/b1a/b

0.76L=1700

mL=1800

m模擬結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果黑腔靶L

高溫輻射的輸運(yùn)（SG-II上實(shí)驗(yàn)結(jié)果）五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(4)569ps645ps210eV840eV零級(jí)時(shí)間2.輻射輸運(yùn)特性對(duì)于ICF間接驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆和天體物理研究十分重要。為了實(shí)現(xiàn)間接驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火，黑腔（Hohlraum）內(nèi)輻射溫度通常需要達(dá)到300eV左右，這樣的輻射溫度對(duì)于模擬天體現(xiàn)象也是很有意義的。輻射輸運(yùn)物理已進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)和理論研究。3.高溫輻射傳熱（或電子傳熱）系統(tǒng)中低溫高密度與高溫低密度界面上的小擾動(dòng)能夠發(fā)生燒蝕流體力學(xué)不穩(wěn)定性。

=Akg/(1+kL))1/2–βkVa

高溫向高密度區(qū)的燒蝕降低了Rayleigh-Taylor（RT）流體力學(xué)不穩(wěn)定性，也降低了剪切力引起的Kelvin-Helmholtz（KH）不穩(wěn)定性，后者導(dǎo)致高密度物質(zhì)向低密度物質(zhì)的噴流（Jet）的形成，從而導(dǎo)致和高密度物質(zhì)與低密度物質(zhì)的噴流混合。五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(5)

燒蝕流體力學(xué)不穩(wěn)定性發(fā)展產(chǎn)生了蘑菇狀頭的噴射結(jié)構(gòu)，其相互作用形成了兩種不同物質(zhì)的湍流混合。

燒蝕（熱傳導(dǎo)）導(dǎo)致經(jīng)典Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性（RTI）的致穩(wěn)效應(yīng)。五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(6),T1,T2

神光－II上流體力學(xué)不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:激光驅(qū)動(dòng)內(nèi)爆過程中預(yù)熱可能顯著影響RTI。M-Z干涉儀測(cè)非線性密度LARED－S模擬LARED－S模擬軟X射線側(cè)背光照相軟X光激光診斷非線性燒蝕RTI和模擬表明：尖峰和氣泡的二維形狀振幅（約50m）和實(shí)驗(yàn)很好一致，無斷裂。50m氣泡五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(7)射流

實(shí)驗(yàn)條件：CH薄膜，厚度15-22

m,

調(diào)制波長(zhǎng)28,55,75

m.激光束(1-2kJ,2ω,2ns).用波長(zhǎng)為13.9nm軟X光激光（類鎳銀等離子體產(chǎn)生）測(cè)量RTI發(fā)展成為大尺度燒蝕射流，射流長(zhǎng)度350微米。

五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(8)

LARED-S模擬高預(yù)熱(L>1.0μm)下的燒蝕RT射流t=6.5nst0=3.5ns截止波長(zhǎng)無燒蝕RTILARED-S模擬與日本實(shí)驗(yàn)一致四、粒子加速和強(qiáng)場(chǎng)物理(5)噴流（Jet）現(xiàn)象在宇宙中大量存在

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)從活動(dòng)星系核或吸積盤等客體邊緣發(fā)生的各種尺度噴流現(xiàn)象，如著名的天鷹座星云（稠密分子云組成）的象鼻狀結(jié)構(gòu)；正在形成的年輕恒星與老恒星相互作用產(chǎn)生的超聲噴流等。目前產(chǎn)生噴流物理機(jī)制、穩(wěn)定性和準(zhǔn)直性的研究已成為HEDP的熱點(diǎn)之一。實(shí)驗(yàn)室中用X射線（由激光照射物質(zhì)后轉(zhuǎn)換）加熱的物質(zhì)在一個(gè)開口的噴管處產(chǎn)生超聲噴流的實(shí)驗(yàn)證明了噴流的存在；計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬表明了高溫?zé)g流體力學(xué)不穩(wěn)定性可以發(fā)展成為超聲噴流。五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(9)

4.天體燒蝕流體力學(xué)不穩(wěn)定噴射--天鷹座星云象鼻結(jié)構(gòu)五、ICF和實(shí)驗(yàn)室天體物理(10)

HH47(radiativehydrodynamicjet),aHaro-Herbig(HH)Object,recognizedastheprotostellaringravitycontraction.年青恒星與原恒星(Protostellar)耦合產(chǎn)生超聲射流?YoungstarIRAS04302+2247IRRADIATEDNEBULABYTHEYOUNGSTARACCRETIONDISK:T