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温稠密铝中热流传输

发布时间: 2017-10-20 13:40:30   作者:本站编辑   来源: phys.org   浏览次数:

   

  热导率是物质的关键物理参数之一,它关系到系统中热流传输,流体演化,能量平衡,涉及范畴从天体物理到聚变等离子体。温稠密物质的实验数据非常少,许多理论模型均没有被测试。最近美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)搭建了一个物理实验系统并进行了热导率测试。如同在阳光的辐照下地球表面的陆地和海水具有不同的加热过程一样,在两种不同材料间将激发温度梯度差。因此从热材料到冷材料传输的热流可以被时间分辨的诊断系统测量。

  实验采用TiTan激光系统,LLNL研究人员探测了温稠密铝的热导率,他们采用质子束加热由金和铝等材料构成的双层靶。Andrew Mckelvey(本文的第一作者,毕业于密歇根大学)表示我们采用两种时间分辨诊断方法测量了数据,包括热材料-金,冷材料-。数据可反映状态方程和热导方程。

  通过与五种热导模型对比,研究组发现只有两种与数据相符。而最为常用的Lee-More模型却不与数据相符合。该文共同作者Phil Sterne认为我很高兴发现LLNL的一种模型——Purgatorio,与数据相符合,这也是铝热导模型在温稠密物质领域的第一次测试。

  1 实验示意图:高强度激光脉冲与铜(橘色)作用产生质子束(粉色),质子束加热中间多层结构材料。左侧三幅图为多层靶背表面诊断图像,从上到下依次为:时间分辨光学测温,质子能谱和时间分辨干涉谱。

  Elijah Kemp(负责模拟工作)指出数据的差异性在初始阶段到15皮秒均存在的,这可能来自于非平衡态的条件,温稠密物质的另一个领域

  研究组负责人Yuan Ping表示该平台可测试多种材料组合,可以采用包括粒子束和X射线等多种加热方式。

  摘译自:https://phys.org/news/2017-09-fast-dense-aluminum.html

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