为了探索不同脉冲束辐照热-力学效应的相似性关系，同时为实验室开展激光模拟X射线热力学效应研究提供参考，分析了脉冲紫外激光(0.308 μm)和X射线辐照Al靶喷射冲量的异同性。首先，对二者辐照热-力学效应机理的异同性进行了比较；其次，理论和实验研究了两种脉冲束辐照Al靶引起的喷射冲量，对较低能注量(小于100 J/cm2)条件下两种脉冲束产生喷射冲量的大小进行了对比。研究结果表明，在低能量密度条件下(小于100 J/cm2)由于没有等离子体屏蔽现象，两种脉冲束辐照靶材产生喷射冲量的机理近似。相同能注量条件下，激光与X射线辐照Al靶产生的喷射冲量具有相同的数量级，均小于102。两种脉冲束在一定范围内具有一定的可比性。

激光辐照在充内压圆柱壳体引起的破坏与萌生裂纹的扩展行为密切相关.本文尝试将"破前漏"(LBB)分析方法应用在激光辐照压力柱壳的断裂力学行为评价上,对激光辐照裂纹萌生后的扩展行为进行了讨论.考虑断裂韧性在温度加载条件下的变化规律,给出LBB分析中裂纹扩展的评价条件,并对结构可能出现的破坏模式进行了讨论.

为了把激光加热静止圆柱壳的实验测量结果应用到旋转圆柱壳的激光参量估计中,研究了旋转圆柱壳的激光加热效率。用积分变换法得到了旋转圆柱壳的温度分布,分析了最大温升点相对激光峰值强度点的滞后现象。基于静止圆柱壳和薄壳假设,导出了旋转圆柱壳激光加热效率及估计辐照时间的表达式。对于旋转金属圆柱壳,最大温升点相对激光峰值强度点的滞后角和激光加热效率取决于无量纲参量DR(柱壳半径R与束斑半径r0之比)、DL(横向热扩散尺度4ατL与束斑半径r0之比)及DM(加热时间τL与柱壳旋转频率fR的乘积)。达到相同的最大温升时,旋转圆柱壳的激光辐照时间和静止圆柱壳的激光辐照时间之间存在与激光功率无关的非线性关系,而激光功率决定了所需的绝对激光辐照时间。

推导了激光辐照下转动壳体平均温度沿壳体母线方向分布的解析公式.由于对高斯功率密度分布光束无法得到工程上实用的结果,对公式进行了解析拟合,仅由一个具有实际物理意义的拟合系数--分布因子确定了解析拟合公式的形式,明确了温度估算公式中各项的物理意义.解析拟合公式计算结果与数值模拟结果较为一致.作为温升估算方法的一个应用实例,推导了转动充压柱壳在激光辐照下破坏时间的解析公式,与数值计算结果吻合得较好.

采用有限元计算方法对激光辐照下转动充压壳体的热力学问题进行了较为全面的数值计算,获得了激光辐照下转动内压圆柱壳壁上的温升、应力、应变、位移分布等物理图像,为进一步分析转动充压圆柱壳体在激光辐照下的破坏与失效奠定了基础.提出的解决数值计算中移动热流载荷问题的双时间步长法,可以有效提高计算效率,同时提高计算精度.研究结果表明:对于给定的壳体结构,其损伤阈值时间主要取决于靶面激光强度与壳体旋转频率;在辐照过程中,损伤最先出现在最初受激光辐照的区域.

由量纲理论出发,分析了激光辐照热力耦合理论的无量纲化基本方程组.在一定的近似条件下,导出了激光辐照热力耦合问题的一般相似性准则,该相似准则不受与温度相关的材料特性的约束.在此基础上给出了强激光辐照充压圆柱壳体热力效应的缩比方法,并对一组实例进行了计算,得到了缩比模型与原型结果几乎完全相似的结论.理论分析与数值计算表明,激光辐照热力耦合问题在合理的近似下满足相似律.

简要分析了反映高能注量电子束品质的主要参数在诊断上的技术困难,重点介绍了高能注量电子束参数诊断的三种参数的测量方法,包括内过滤法对电子束瞬态有效入射角的测量、法拉第筒阵列对时间分辨的电子束流密度的测量和石墨量热计对电子束总能量的测量并校正.在闪光二号加速器二极管间隙电压为1.08MV和电流为484kA条件下,距阴极20.5cm处直接测量的总束能19.1kJ,经校正后为22kJ.测量还给出了不同时刻束截面上的径向和角向束流密度分布,而束斑中心处的能注量高于平均值约13%.在磁透镜比为3.5的条件下,电压峰值(1.2MV)时刻测得的电子平均入射角73°.实验和计算都表明,影响平均入射角的因素主要是电子能量、磁透镜比及靶位.