【摘要】：高溫下等離子體的狀態(tài)方程及其熱力學(xué)性質(zhì)在天體物理、可控核聚變以及武器設(shè)計(jì)與破壞效應(yīng)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用.本文主要回顧了高溫等離子體在不同狀態(tài)區(qū)域的狀態(tài)方程的理論模型和處理方法.對(duì)于理想等離子體,離子之間的相互作用可以忽略,其狀態(tài)方程較簡(jiǎn)單,已趨于完善.在超高溫下,原子完全電離,離子和電子都可以采用理想氣體狀態(tài)方程描述;當(dāng)溫度不太高時(shí),離子部分電離,可以采用Saha方程及其修正模型描述;原子在高度壓縮狀態(tài)下,其狀態(tài)方程可以采用Thomas-Fermi模型及其改進(jìn)模型得到.對(duì)于非理想等離子體,離子之間存在強(qiáng)耦合,還沒(méi)有單一的理論模型能夠在任意密度和溫度范圍內(nèi)對(duì)離子之間的相互作用進(jìn)行統(tǒng)一描述.量子分子動(dòng)力學(xué)方法原則上可以在較大溫度密度范圍內(nèi)給出可靠結(jié)果,但由于計(jì)算量太大以及高溫下的計(jì)算存在收斂問(wèn)題,也較難應(yīng)用到溫度較高的稠密等離子體區(qū)域.半經(jīng)驗(yàn)的經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)方法雖然簡(jiǎn)單、計(jì)算量小,但只能在一定的區(qū)域范圍內(nèi)給出較精確的狀態(tài)方程結(jié)果.在不同溫度密度區(qū)域內(nèi)采用不同的計(jì)算模型,再在空白區(qū)域進(jìn)行插值從而得到全局狀態(tài)方程在目前不失為一種簡(jiǎn)單有效的方法.
[Abstract]:The equation of state of plasma at high temperature and its thermodynamic properties are widely used in the fields of astrophysics, controllable nuclear fusion, weapon design and damage effect. In this paper, the theoretical models and treatment methods of the state equations of high temperature plasma in different state regions are reviewed. For ideal plasma, the interaction between ions can be neglected, and the equation of state is simple and perfect. At ultra-high temperature, the atom is completely ionized, the ions and electrons can be described by the ideal gas equation of state; when the temperature is not too high, the ion partial ionization can be described by the Saha equation and its modified model; the atom can be described in the highly compressed state. The equation of state can be obtained by using Thomas-Fermi model and its improved model. For non-ideal plasma, there is a strong coupling between ions, and there is no single theoretical model to describe the interaction between ions in any range of density and temperature. In principle, the quantum molecular dynamics method can give reliable results in large temperature density range, but it is difficult to be applied to dense plasma region with high temperature due to the complexity of calculation and the convergence of calculation at high temperature. Although the semi-empirical classical molecular dynamics method is simple and computational, it can only give more accurate results of the equation of state in a certain range. It is a simple and effective method to obtain the global equation of state by using different calculation models in different temperature density regions and then interpolating in the blank area.
【作者單位】： 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)理學(xué)院;
【分類號(hào)】：O53

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本文編號(hào)：2139071