1-8　氖中强冲击波作为高温辐射光源研究

洪延姬 谭华 胡金彪

　　强冲击波波阵面亮度温度为70´10³~140´10³K时，冲击波已成为最明亮的辐射器之一，其在紫外区域的辐射能流密度远大于脉冲气体放电光源。这种光源还可以成功地应用于其它多种多样的目的，如研究光化学反应，研制在可见光和近紫外区域的高温黑体标准光源等。

　　围绕爆炸式强冲击波辐射光源，通过数值模拟及实验研究，得到以下结果。

　　(1)研制出爆炸式强冲击波辐射光源，如图1所示，并对光源进行了标定。在标准状态氖中实现了速度达45km/s的强冲击波；在可见光区域亮度温度达1.2´10⁵K，总辐射能流达100MW/cm²。图2为在导出管内运动的冲击波波后等离子体温度及在波阵面前方测得的亮度温度(测量谱区间为400~835nm)。曲线1波阵面后等离子体温度随时间变化曲线用2DF–HYJ程序数值计算得到的结果；曲线2波面辐射的亮度温度随时间变化曲线用六通道高温计实验测量得到的结果。

　　（2）用编制的二维流体动力学计算程序2DF-HYJ研究了实验装置内部流体的冲击压缩规律及流场参数分布特点。揭示了气体压缩装置作用原理是由于压缩室几何形状所决定的越来越强的侧向波在轴线的急剧阻滞，将飞片动能有效转化为流体的动能和内能，最终在导出管内得到高温等离子体和强冲击波。还研究了几何尺寸及工作介质初始条件的影响。

　　（3）编制一维辐射流体动力学计算程序1DF–HYJ研究了氖中强冲击波的辐射特性、波阵面亮度温度及辐射场谱分布，研究了强冲击波波阵面前方加热层对辐射屏蔽作用。

　　（4）改变和减弱临界波和超临界波中加热层的屏蔽效应的有效方法是选用大原子量的惰性气体作为工作介质，先用气体压缩装置得到高速运动的冲击压缩高温等离子体，然后将高温等离子体在真空中自由飞散。而且选用大原子量的惰性气体，在规定尺寸的扩散室，可以延长光源发光持续时间，并增大辐射能量。

表1 距波阵面10cm处不同波段亮度温度T_e与活塞速度v₀的关系

工作介质初始压力p₀=0.1MPa, T_a为波阵面后等离子体温度