马勋 1关键 2李松杰 1赵娟 1[ ... ]鄂鹏 3,*
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工业大学 电气工程系,哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学 空间环境与物质科学研究院,哈尔滨 150001
空间环境地面模拟装置是哈尔滨工业大学承建的国家重大科技基础设施项目,其包含的空间等离子体环境模拟与研究系统是用于提供磁重联过程等基本物理过程的时空演化规律研究的平台。在研究地球磁尾三维磁重联时,使用处于真空环境内的偶极磁场线圈和两个磁镜场线圈来提供研究所需的模拟背景磁场,其中偶极场线圈为一个总电感为17.4 mH、总电阻为30.25 mΩ的单个线圈,而磁镜场线圈为两个线圈镜像对称设置并串联连接,总电感30.16 mH,总电阻58.81 mΩ。为了产生实验所需背景磁场的幅值和持续时间,研制并测试了两套总能量3.36 MJ的脉冲电源,在进行地球磁尾三维磁重联实验时两套电源需要同时工作。用于驱动偶极场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下,能够提供超过9 kA的峰值电流,95%峰值电流的持续时间超过了5 ms,由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms;用于驱动磁镜场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下,能够提供超过8 kA峰的值电流,95%峰值电流的持续时间超过了5 ms,由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms。
地球磁尾 三维磁重联 偶极场线圈 磁镜场线圈 脉冲电源 earth’s magnetotail three-dimensional magnetic reconnection dipole coil magnetic mirror coil pulsed power supply 
强激光与粒子束
2022, 34(12): 125003
作者单位
摘要
北京师范大学 天文系 实验室天体物理研究组,北京 100875
实验室天体物理是交叉于高能量密度等离子体物理学与天体物理学之间的一个新的学科生长点。利用强激光装置可以在实验室创造与某些天体或天体周围相似的极端物理环境,这样的实验条件前所未有,且与天体物理中诸多重要的物理现象直接对应。通过近距、主动、参数可控的研究,实验室天体物理有助于解决目前天体物理和等离子体物理中的一些关键的、共性的问题,并有望取得突破性成果。针对近年来国内外在该领域取得的最新研究进展进行介绍,并就将来可能开展的研究方向进行展望。
实验室天体物理 强激光 磁重联 不透明度 喷流 laboratory astrophysics intense lasers magnetic reconnection opacity jet 
强激光与粒子束
2020, 32(9): 092003
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院光学天文重点实验室(国家天文台), 北京100012
2 中国科学院大学, 北京100049
3 北京师范大学天文系, 北京100875
4 中国科学院物理研究所, 北京100190
5 大阪大学激光工程研究所, 大阪565-0871, 日本
6 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海201800
7 上海交通大学物理学院, 上海200240
8 高功率激光物理联合实验室, 上海201800
9 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳621900
Magnetic reconnection (MR) is a universal physical process in plasma, in which the stored magnetic energy is converted into high-velocity flows and energetic particles. It is believed that MR plays an important role in many plasma phenomena such as solar fare, gamma-ray burst, fusion plasma instabilities, etc.. The process of MR has been studied in detail by dedicated magnetic-driven experiments. Here, we report the measurements of magnetic reconnection driven by Shenguang II lasers and Gekko XVII lasers. A collimated plasma jet is observed along the direction perpendicular to the reconnection plane with the optical probing. The present jet is very different from traditional magnetic reconnection outflows as known in the two-dimensional reconnection plane. In our experiment, by changing the delay of optical probing beam, we measure the temporal evolution of jet from 0.5 ns to 2.5 ns and its velocity around 400 km/s is deduced. Highcollimated jet is also confirmed by its strong X-ray radiation recorded by an X-ray pinhole camera. With the help of optical interferograms we calculate the jet configuration and its density distribution by using Abel inverting technique. A magnetic spectrometer with an energy range from hundred eV up to one MeV is installed in front of the jet, in the direction perpendicular to the reconnection plane, to measure the accelerated electrons. Two cases are considered for checking the acceleration of electrons. The results show that more accelerated electrons can be found in the reconnection case than in the case without reconnection. We propose that the formation and collimation of the plasma jet, and the electron energy spectrum may be possible directly influenced by the reconnection electric field, which is very important for understanding the energy conversion in the process of MR and establishment of the theoretical model. Finally the electron energy spectra of three different materials Al, Ta and Au are also shown in our work. The results indicate that the higher atomic number material can obtain a better signal-noise ratio, which provides some helpful references for our future work.
磁重联 电子加速 magnetic reconnection electron acceleration 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2015, 13(1): 165201
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
2 中国科学技术大学 近代物理系, 合肥 230026
利用FOI-PERFECT程序对X箍缩进行了3D数值模拟研究,给出了X箍缩的物理图像和动力学过程,探讨了Z箍缩中出现磁重联的可能性,并指出如果双丝Z箍缩中能够出现磁重联,那么X箍缩是更有利于磁重联出现的位形,并且,X箍缩中出现多重X射线暴的一个可能原因是z轴上多个位置出现磁重联。
X箍缩 辐射磁流体力学 数值模拟 磁重联 X-pinch radiation MHD numerical simulation magnetic reconnection 
强激光与粒子束
2015, 27(1): 010102
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
用超高速激光纹影技术测量了Z箍缩等离子体磁重联现象。实验采用超高速光电分幅相机,配合激光纹影技术,测量了XP-1装置上两根金属丝产生的等离子体分布,论证了超高速激光纹影技术研究Z箍缩磁重联现象的可行性。双钨丝实验结果表明,电流加载约10 ns后金属丝已有明显膨胀,线性拟合得到平均膨胀速度约8 km/s,金属丝内外两侧出现了规则的极有可能是垂直磁场的电热不稳定性扰动,并沿角向高度关联。铝丝负载的实验结果表明,早期的不稳定性波长为0.4 mm,电流峰值之后金属丝初始位置仍有大量等离子体,后期的不稳定性波长约1.5 mm。这些现象揭示了不稳定性发展的一个主要特征: 短波模式受抑制,长波模式将占主导。
磁重联 Z箍缩 光电分幅相机 纹影 magnetic reconnection Z-pinch optic electronic framing camera schlieren 
强激光与粒子束
2014, 26(9): 092006
董全力 1,2,*王首钧 2袁大伟 2陆全明 3[ ... ]张杰 2,11
作者单位
摘要
1 鲁东大学物理与光电工程学院, 山东 烟台 264205
2 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
3 中国科学技术大学中国科学院基础等离子体物理重点实验室, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室, 北京 100012
5 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
6 中国科学院高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
7 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
8 浙江大学物理系聚变科学理论与模拟研究所, 浙江 杭州 310027
9 鲁尔大学理论物理研究所, 德国 波鸿 D-44780
10 马里兰大学帕克分校物理系, 美国 马里兰 University Park 20742
11 上海交通大学物理系教育部激光等离子体物理研究重点实验室, 上海 200240
激光等离子体磁重联实验再现了卫星观测到的日地磁场活动特征。一方面,实验再现了太阳冕区物质抛射及耀斑结构,包括明亮的尖屋顶状环、具有微细结构的磁化等离子体团以及二者之间因为磁场拉扯而产生的二阶电流片。另一方面,实验发现存在三个电子扩散区(EDR),这与欧洲空间局Cluster卫星先后在2003年和2005年发现的分别处于地磁尾重联区中间部位及两侧分形线位置的两类EDR结构相似。所不同的是,在激光等离子体磁重联实验中,两类EDR在一次重联过程中产生,但中心EDR出现时间晚于两侧EDR,且其发展速度更快,喷流速度接近或者超过迎流Alfven速度。通过对太阳耀斑附近、地磁尾重联区以及激光等离子体自生磁场重联区位置等离子体的参数比较,显示三者在一定程度上具有Euler-Alfven相似性,这表明可以通过激光等离子体自生磁场的重联过程来研究其他两种等离子体中的磁重联现象。
实验室天体物理 太阳冕区物质抛射 太阳耀斑 磁重联 电子扩散区 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080013
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
分析了磁重联对晕等离子体加速和能量平衡过程的影响。分析表明晕等离子体向轴心的加速过程分为两个阶段:第一阶段晕等离子体在磁压或热压(依赖于丝数)作用下向轴心运动;第二阶段晕等离子体由于磁重联过程被加速到阿尔芬速度,并到达轴心形成先驱等离子体。估算表明重联层的厚度与离子的惯性长度具有相同的数量级,电流片内电子运动和离子的运动是解耦合的。在内爆滞止阶段电荷分离产生强的径向电场,这个电场将磁能转化为等离子体轴向(z方向)动能,内爆动能和轴向动能共同转化为X射线辐射能,以此解释了X射线能量大于内爆动能这一观测结果。分析了磁重联电磁脉冲的性质,对于1 MA驱动条件,电磁脉冲的总能量可达kJ量级。
磁重联 Z箍缩 能量平衡 电磁脉冲 magnetic reconnection Z pinch energy balance electromagnetic pulse 
强激光与粒子束
2012, 24(3): 511

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!