基于HIAF装置的高能量密度物理研究

作者：赵永涛,张子民,程锐,HOFFMANN Dieter,马步博,王友年,王瑜玉,王兴,邓志刚,任洁茹,刘巍,齐伟,齐新,苏有武,杜应超,李福利,李锦钰,杨杰,杨建成,杨磊,肖国青,吴栋,何斌,宋远红,张小安,张世政,张琳,张雅,张艳宁,陈本正,陈燕红,周征,周贤明,周维民,赵红卫,赵全堂,赵宗清,赵晓莹,胡章虎,弯峰,栗建兴,徐忠锋,高飞,唐传祥,黄文会,曹树春,曹磊峰,盛丽娜,康炜,雷瑜,詹文龙

摘要：高能量密度物理的研究对象是能量密度超过1011J/m3或压强超过100 GPa极端状态的物质,这种物质广泛存在于恒星和大质量行星内部,同时也短暂存在于核弹爆炸和惯性约束聚变等高功率加载过程中.高能量密度物理研究是科技强国在国防安全、天体物理及聚变科学技术等重大领域竞相追逐的前沿热点,也是国内外大型高功率激光装置、Z箍缩装置以及重离子加速装置的重要科学目标.本文将主要介绍基于强流重离子加速器装置(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility,HIAF)的高能量密度物理研究.HIAF装置将可以提供极高功率的强流重离子束,单脉冲能量和功率将分别达到100 kJ和TW量级.如此高功率的离子束直接加热金、铅等固体材料,可以产生密度接近原固体密度、温度约10 eV、空间尺度mm–cm量级的状态均匀的高能量密度物质(能量密度达到1013J/m^(3)量级),为实验室研究高能量密度物质的产生、物态性质及其演化规律提供先进的研究平台.基于HIAF的高能量密度物理研究主要包括:(1)强流离子束驱动高能量密度物质的产生及其发展规律;(2)离子束在稠密物质或等离子体中的能量沉积与输运性质;(3)离子束驱动高能量密度物质关键诊断技术.本文还将重点介绍上述三个关键科学技术问题的研究现状和进展.

发文机构：中国科学院近代物理研究所 西安交通大学物理学院教育部物质非平衡合成与调控重点实验室 大连理工大学物理与光电工程学院 中国工程物理研究院激光聚变中心 清华大学工程物理系 浙江大学物理学系 北京应用物理与计算数学研究所 咸阳师范学院物理与电子工程学院 武汉理工大学理学院 北京大学应用物理与技术研究中心

关键词：高能量密度物理强流重离子加速器装置离子束与等离子体相互作用尾场调制高能电子成像high-energy-density physicsHigh Intensity heavy-ion Accelerator Facilityion beam and plasma interactionwakefield modulationhigh energy electron radiography

分类号： G63[文化科学—教育学]