基于<bold>HIAF</bold>装置的高能量密度物理研究
Abstract
高能量密度物理的研究对象是能量密度超过<sc>10<sup>11</sup> J/m<sup>3</sup></sc>或压强超过<sc>100 GPa</sc>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<sc>100 kJ</sc>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<sc>10 eV、</sc>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<sc>10<sup>13</sup> J/m<sup>3</sup></sc>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.
