基于新建成的神光Ⅲ主机装置开展了首次激光间接驱动内爆集成实验。国内首次采用多环脉冲整形激光注入黑腔产生X光辐射驱动内爆，通过优化激光打靶参数控制驱动不对称性，演示了以惯性压缩为主、收缩比约15倍的DT靶丸内爆实验能力， 实现了准一维的高静产额(YOC)和高中子产额的物理指标；其中，真空黑腔DT靶丸最高中子产额为1.9×1012，YOC达到60%；充气黑腔DT靶丸最高中子产额为2.4×1012，YOC大约70%。该实验为未来开展多台阶整形辐射驱动、更高倍数收缩比的高压缩内爆综合实验、验证点火靶物理设计和关键调控措施有效性奠定了基础。

总结了在神光Ⅲ原型激光装置上开展的一系列黑腔物理实验研究, 从多个方面研究了黑腔内部等离子体状态和辐射场特性。用真空黑腔能量学研究获得了散射光、辐射温度和不同能段辐射流份额的定标规律, 从能量学角度梳理和分析了整个激光黑腔相互作用过程。通过对黑腔中充入低密度低Z气体抑制了腔壁等离子体运动, 明显减少了可能造成靶丸预热的金M带辐射流(1.6~4.4 keV)份额。针对黑腔内部不同区域等离子体, 研究了光斑区等离子体的运动, 分析了其与电子热传导限流因子的关系; 研究了冕区等离子体的运动, 分析了不同充气等离子体条件对其的影响; 在同一发次实验中同时测量了光斑区与再发射区的辐射流比值。

通过理论分析和LARED多群辐射输运模拟研究了激光间接驱动聚变中黑腔辐射温度的角分布特点。研究发现, 黑腔辐射温度角分布主要决定于光斑区与非光斑区的对比度、视野中光斑区的面积比例, 以及体发射的份额。激光二维光环排布下黑腔辐射温度角分布与二维LARED模拟结果非常一致。研究还发现, 二维的LARED模拟能够有效地用于研究神光Ⅲ原型黑腔实验中三维光斑排布下的辐射温度角分布。通过缩小FXRD测量面积能够有效地提高黑腔辐射温度随角度的变化, 从而降低辐射流测量误差对辐射温度角分布的影响。

介绍了辐射流体力学程序LARED集成程序的物理背景、模型方程、数值方法和数值算例。该程序主要应用于激光间接驱动惯性约束聚变的二维整体模拟, 兼顾激光直接驱动、辐射驱动靶丸内爆过程和流体不稳定性等物理过程的数值模拟。通过与实验数据、一维辐射流体力学程序进行比对, 验证了程序的可靠性。该程序实现了多群输运建模下NIF点火靶的全过程数值模拟, 并已应用于惯性约束聚变的物理研究。

间接驱动激光聚变过程中, 黑腔内物质处于非局域热动平衡(non-LTE)状态, 而且辐射传输具有非平衡、各向异性等特点。为了精确描述黑腔辐射场的演化及其与物质的相互作用, 最新研制的激光聚变二维总体LARED集成程序, 基于non-LTE的多群辐射输运建模, 首次实现了激光黑腔靶实验的全过程数值模拟。数值结果表明, 辐射输运计算较好地反映了黑腔辐射场均匀性变化, 腔壁光斑区与非光斑区X光发射强度比与实验测量值接近, 靶丸压缩形状与实验图像定性一致。

利用双中心原子轨道强耦合方法研究了H+离子与里德堡态的Li(5d)原子碰撞的电荷转移过程,计算了5d电子转移到氢原子各个次壳层的态选择截面及总截面.研究了态选择截面随俘获电子主量子数及角量子数变化的规律,并尝试给出了解析的标度关系;探讨了标度规律随入射粒子能量的变化,分析了高激发态电子电荷转移过程的动力学机制.