【摘 要】
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冲击加载下的界面不稳定性是目前惯性约束核聚变研究中的关键基础问题,其挑战主要来源于极端热动力学条件(P>> 100GPa,T>>10000 K),特别是物质电离引起的材料物性、热力
【机 构】
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中国科学技术大学材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥230026中国科学技术大学材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥230026;中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理重点实验室,
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冲击加载下的界面不稳定性是目前惯性约束核聚变研究中的关键基础问题,其挑战主要来源于极端热动力学条件(P>> 100GPa,T>>10000 K),特别是物质电离引起的材料物性、热力学状态等性质的急剧变化,为相关理论、实验和数值模拟带来巨大的挑战。本研究采用考虑电离效应的分子动力学方法,模拟了金属/气体(Li/H2)界面在1-30km/s冲击加载条件下混合的微观数值模拟,结果发现：(1)极端加载条件下RMI演化呈现新的特征,即振幅增长的线性段加长和非线性段振幅增长速度高于无电离效应情况；(2)极端条件下,激波作用会产生电荷分离,并诱导附加电场产生。附加电场强度和分布沿运动方向并不均匀,受到激波强度、运动位置以及物质电离性质的影响；(3)界面尖钉和气泡位置受到附加电场的加速度的大小和差异是影响界面振幅增长规律变化的根本原因；(4)极端加载的柱面汇聚过程中,电离效应引起的电荷分离效应会对汇聚过程和汇聚点产生影响。上述发现印证了部分Nova实验结果[1,2](图1),其对最终ICF汇聚的影响值得深入研究。
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