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《x光辐射输运多群参数数据库的建立》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第9卷 第4期强激光与粒子束Vol.9,No.41997年11月HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSNov.9,1997X光辐射输运多群参数数据库的建立许 琰 赖东显 冯庭桂(北京应用物理与计算数学所,北京8009信箱,100088) 摘 要 为便捷地求解等离子体的X光辐射的辐射输运多群方程需要建立辐射输运多群参数数据库,给出了建立辐射输运多群参数数据库的计算公式和计算方法及检验计算是否正确的校验方法。并在20(等离子体密度)×20(电子温度)的原始金原子物理参数的基础上建立了20(等离子体密度)×20(电子温度)×20(光子温度)×20(群数)
2、的金辐射输运多群参数数据库。 关键词 辐射输运 多群 数据库X光辐射在激光等离子体领域中有着重要的作用,特别是在间接驱动惯性约束聚变研究中更是如此。激光等离子体是实验室中所能产生的最强的X光源之一,这种强X光源在ICF内爆和诊断方面起着重要的作用,它可以用来在间接驱动惯性约束+聚变研究中加热黑腔壁以形成均匀辐射场和被引出加热平面靶以完成其他方面的研究工作。在X光光束加热平面靶过程中物质的状态与辐射场均随时间、空间的变化而发生变化,其等离子体状态和其原子物理参数是相互关联的。由于缺乏足够的原子物理参数的数据支持,这方面的理论工作一直无法很好进行,因而谱分布问题在理论上一直
3、无法准确判断非平衡X光光束加热平面靶所产生的X光的谱分布是否是普朗克谱。现在尽管已有实验结果显示发射出的X光的确变软了,但仍然无法判断它是否变为平衡谱了,而且也没有一个理论模型和数值计算程序来描述谱到底是怎样变化的。实验结果已经证实,辐射输运单群方程所计算出的结果比实验值要小,因此对等离子体的X光辐射的特性的研究需要用辐射输运多群方程来计算,因而必须建立辐射输[1]运多群参数数据库。 辐射输运多群参数数据库是在每个给定的等离子体状态(等离子体密度、电子温度)和光子温度下对在这状态下原子物理参数进行频率分群处理。它既必须保证群参数与原始原子物理参数相比不能过分失真,又得尽
4、量减小群的群数以达到减小辐射输运多群方程计算量的问题。过去由于原子物理参数的计算量过大,在国内辐射输运多群参数数据库一直未能建立起[2,3]来。现在由于孟续军等同志的努力,计算原子物理参数的程序得到了很大的改进,计算速度有了很大的提高,使建立辐射输运多群参数数据库的客观条件成熟了。1 辐射输运多群方程 在局域热动平衡近似下,辐射输运方程可以写为15ITy′+8õ¨IT=LT(Bv-IT)(1)c5t′′-hvökT这里Lv为有效吸收系数,Lv=(1-ee)Lv;Bv(v)为Planck分布(Bv(v)=3国家863惯性约束聚变领域青年科学基金资助项目1997年3月17日
5、收到原稿,1997年7月23日收到修改稿。许琰,男,1964年12月出生,博士,副研究员©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.534强激光与粒子束第9卷32hvökT(2hvöc)(1öee-1))。将整个频率空间分为g群(T0,T1,⋯⋯,Tg),方程1两端分群对频率积分,对第i群Ti、Ti+1,对方程1左端积分,这个积分可以写为TTTTi+1′i+1′i+1i+1∫LT(BT-IT)dT=∫(LTBTdTö∫BTdT)õ∫BTdT-TTTTiiiiTTTi+1′i+1i+1∫(LT
6、ITdTö∫ITdT)õ∫ITdT=RBBg-cPIg(2)TTTiii这里TTTTTTi+1′i+1i+1i+1i+1′i+1RB=∫LTBTdTö∫BTdT;Bg=∫BTdT;Ig=∫ITdT;cP=∫LTITdTö∫ITdT。TTTTTTiiiiiiRosseland平均吸收系数是表征物质对光吸收情况的一个主要物理量,因而我们也将它TTi+1i+1′求出,其表达式为LRosseland=∫(5ITö5TT)dTö∫(1öL)(5ITö5TT)dT,这里TT为光子温度。若认TTii为光子本身是热平衡的,则cP和LRossland中的辐射强度IT可以用Planck谱来表
7、示。这样可以得到多群辐射输运方程为15Igy+8õ¨Ig=RBBg-cPIg(3)c5t2 多群参数计算公式 对第i群Ti、Ti+1,多群参数可以表示为T3T3T3i+12hT12hi+1′Ti+1TI1Bg=2hTökTdT=2I11,RB=LThTökTdTöhTökTdT=∫Tcee-1c∫Tee-1∫Tee-1I11iiiT3T3i+1′Ti+1TI2cP=LThTökTdTöhTökTdT=,∫TieT-1∫TieT-1I3Ti+14hTökTeTi+14hTökTTITe1Te5LRosseland=hTökT2
