等离子体技术在军事上的应用

一、等离子体的基本概念 等离子体又称为物质的第四态,是继固体、液体、气体之后物质存在的第四种物质状态。它是由大量的自由电子和离子组成,且宏观上呈电中性,其运动主要受电磁场力的作用,并表现出显著的集体行为。产生等离子体的方法有多种,例如热致电离、气体放电、高能粒子轰击、激光照射等方法都能使气体电离成为等离子体。在军事上,     

等离子体隐身与等离子体武器

什么是等离子体等离子体一般指电离的气体,由离子、电子及未经电离的中性粒子所组成,从整体上看呈现电中性。等离子体是继物质存在的固体、液体、气体三种形态之后出现的第四态物质,其产生和运动主要受电磁场力的作用与支配。像火焰和电孤中的高温部分,太阳和其他恒星的表面气层都是等离子体。在军事上,核爆炸、放射性同位素的射线、高超音速飞行器的激波、燃料中掺有铯、钾与钠等易电离成分的火箭以及喷气式飞机的射流等,     

弹道式导弹防御系统(续)

雷达黑障是由于核爆炸释放出大量自由电子所引起的。所有这些电子除少量外,都是从空气分子或原子中游离出来的。这些分子或原子就成了离子。形成离子有两个主要原因:一是由于核爆炸形成高温火球产生离子;二是核爆炸产生的放射性碎片释放出β射线（高能电子）。这些β射线使周围空气电离成离子。     

不同的扩散模型对再入体等离子体鞘电子密度分布的影响

本文研究不同的扩散模型对再入体等离子体鞘电子密度分布的影响。由于电子和离子的质量相差三个量级以上,电子的浓度扩散速度比离子大得多,引起正负电荷分离。由此产生的诱导电场又阻碍带电粒子的扩散运动。本文同时考虑这二种影响扩散的因素,得到了非平衡等离子体鞘带电粒子分布的数值解,并与准中性模型、双极扩散模型等其它三种近似模型进行了比较。计算表明:流场的大部份区域满足等离子体准中性假定,但在物面和激波附近存在电荷分离较明显的薄层,其厚度约为Debye屏蔽长度的量级。这种边界效应对中性粒子的分布影响甚微,但对带电粒子的分布则产生一定的影响。由此可以判断各种扩散模型的适用性。     

非平衡等离子体及其军事应用研究进展

高气压非平衡等离子体是当今世界经济、军事强国竞相研究的焦点,涉及工业、军事的高能物质(活性粒子)加工及其辐射的等离子体源及反应器(室)。目前,高气压非平衡等离子体及其源的研究局限于弱(电场)电离放电范畴,存在等离子体浓度低、能耗甚高和体积庞大等问题。为此,研究外加非均匀强电场、空间电荷形成的本征电场对离子的作用力及其运动规律,以便解决形成高浓度等离子体的方法及离子从强电场束缚中引出去的问题,为研制强电离放电非平衡等离子体源提供了理论基础及加工方法,此源外输的等离子体束的浓度有望达到1014/cm3。等离子体源及反应器可以做到微型化,每立方厘米有效放电体积处理气量高达15m3/h。它的体积、能耗、一次造价、运行成本等也将成万倍地降低,解决了等离子体工程化的现存问题;也能解决困扰世界各军事强国的飞行器等离子体隐身、减阻及天线的应用理论与方法问题。     

磁约束下等离子体的传热与流动特性仿真

为研究磁约束下低气压放电冷等离子体在空心圆筒结构内的传热与流动特性,采用漂移扩散近似建立了低气压电感耦合等离子体模型,研究磁约束情况下不同外加电源功率和气体压强对等离子体运动的影响。结果表明:在磁约束下,电子主要集中在圆筒的中心区域,电子密度由内至外逐步递减,筒内电子温度和密度均随着外加电源功率的增大而增大;在低压下,由于气体粒子之间的碰撞影响,筒内电子温度随着压强增大而降低,而中性气体的温度随着压强增大而升高。     

令人瞩目的等离子体隐身技术

随着新型武器装备的不断问世,美俄两个军事大国都在加紧研究新的隐身机理,大力发展新型隐身技术。1999年5月,俄罗斯科学家称,他们已将一种等离子发生器安装在“米格”战斗机上,向世人展示了一种与外形隐身和材料隐身大相径庭的新概念隐身术——等离子体隐身技术。等离子体隐身原理等离子体隐身是一种利用等离子体回避探测系统的技术。其基本原理是:利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在兵     

高温高压下CsNO_3电离产生等离子体规律试验研究

为了验证硝酸铯(CsNO_3)在火药燃烧过程中能电离产生等离子体,设计了一套基于改进型密闭爆发器的试验测试系统。该系统根据原子发射光谱的原理,利用光谱法对等离子体有关参数进行诊断,采用控制变量的方法研究了CsNO_3电离产生等离子体的规律。试验结果表明:CsNO_3在高温高压下可以电离产生等离子体,当添加CsNO_3的质量为3 g、密闭爆发器容积为100 m L时,等离子体电子密度和温度达到最高值。     

军事零讯

Asia亚洲 中国"探测"号两卫星运行正常 据报道,"双星计划"的 两颗卫星"探测一号"和"探 测二号"运行正常,姿态稳 定。 双星的科学探测也取得 初步结果,主要包括"探测 一号"与"星簇计划"卫星 相配合,首次观测到当行星 际磁场北时向阳磁层顶边界存在着磁场重联,还观测到通量管事件;观测到今年7月底到8月上旬连续磁暴产生的高强度的高能电子事件;"探测二号"上的中性原子成像观测到南极上空的中性原子极光     

α粒子在高温高密度氘氚等离子体中输运和能量沉积率的有限元计算

α粒子在高温高密氘氚等离子体系统中输运时其角密度分布函数满足非定态Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程。本文将一维球对称情况下的Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程在时域离散时分离成速度与坐标方向的两个方程，再对此两个方程中的速度变量作多群化处理，坐标变量（包括运动方向变量）采用有限元方法处理，分别得到了两个有限元方程。通过对两个有限元方程的耦合求解，数值求解了α粒子角密度分布函数随时间的变化，据此分别计算了α粒子对背景等离子体中的离子、电子的能量沉积率以及α粒子对背景等离子体的总能量沉积率随时空的演化。     

高能离子在材料中输运的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法对高能离子在材料中的输运进行了计算机模拟研究 ,入射高能离子与靶材料的作用近似为核散射和电子作用两个独立的部分 ,核散射能量损失采用经典两体碰撞近似 ,通过对碰撞参数的随机抽样得到散射角 ,电子能量损失高能时采用Bethe-Bloch公式 ,低能时采用Lindhard -Scharff公式 ,中能时采用插值公式。最后对高能铁离子入射于铝、硅材料的输运进行了模拟计算 ,给出了模拟结果并进行了分析。     

空气导电率效应

前几章里,假定了辐射电子周围空气中的导电率可以忽视。本章的目的就是要研究这个假定的有效性。这就要简短地研究一下造成导电率及其随后按时间的积累的机制这方面的空气导电率物理。还包括一短节来指出求导体媒介内辐射场必须解的方程。导电率的形成与累积空气中导电率的基本来源是高能康普顿电子引起的空气中电子的电离。这种电离的结果     

九月大事记

●9月03日1975年9月3日,美国发射的“海盗-2”号宇宙飞船在火星表面成功降落。●9月04日1979年9月4日,华裔美籍物理学家丁肇中领导的高能物理实验小组,在西德汉堡的一台高能加速器上找到一种新粒子——胶子。中国科学院高能物理所也参加了这项研究工作。●9月07日1956年9月7日,中国核物理学家王淦昌等在宇宙线的研究中发现了一种新的“基本粒子”——中性重介子。1988年9月7日,中国自行研制的第一颗极地轨道气象卫星“风云-1号”发射成功,这一成功标志着我国航天技术达到新水平。它提高了我国天气预报的时效性、准确性以及监察灾害性天气的…     

等离子体与高功率微波相互作用中电子分布特性

电子数密度是表征等离子体物理特性的一项重要因素,在等离子体与高功率微波的相互作用中,等离子体对入射电磁波的吸收、衰减和屏蔽等电磁特性可通过电子数密度的变化进行表征。基于等离子体流体近似研究方法,利用COMSOL软件求解等离子体中的波动方程、电子传递方程和重粒子传递方程,计算分析了等离子体与高功率微波相互作用中的电子分布特性,重点分析了相互作用中平均电子数密度和平均电子能的数值和空间分布变化过程。研究表明,在高功率微波作用下,等离子体区域电子数密度在数值上会产生剧烈的阶跃变化,形成雪崩效应,在空间分布上电子数密度峰值产生趋于入射方向移动的变化;电子能的变化与入射波激励和电子数密度相关,随入射激励增加呈增长趋势,随电子数密度的增加而减小。     

核子科学之父——欧内斯特·卢瑟福

哲学家认为,原子是不可分割的最小物质单元,后来人们又得悉原子内有电子存在。但是,电子在原子内属于何等地位,原子内部情形如何,一直到19世纪末,原子学说对此始终无法解答,更不能证明是否有单个原子存在。有“核子科学之父”尊称的卢瑟福,终生从事原子结构和放射性的研究,发现铀射线由两种成分组成,一种     

应用于飞行器隐身等离子体的分析

根据雷达波隐身对等离子体电子数密度的要求 ,分析计算说明了热平衡与非热平衡等离子体以及冷等离子体可应用于飞行器的隐身。通过对等离子体不同产生方法、临界电子数密度的分析以及气体击穿电场强度的计算 ,归结出了不同等离子体的特点 ,并进而说明用稳态电源以及微波源产生的等离子体适合应用于飞行器隐身     

集团加速器简介

高能加速器是研究“基本粒子”结构及性能的特大型科研设备。此文中提到的二千亿——四千亿电子伏特加速器便是目前世界上正在运转的最大的一台,它位于美国芝加哥郊外,其本体直径两公里,投资二亿五千万美元,电源装机容量四十万（瓦千）,可见其规模之大。为了建造更高能量的加速器,科学家们不得不另想新法,“重粒子随电子束一起向前运动”一文所述电子环加速器便是这种新建议之一。     

地球静止轨道高能电子通量在线预测模型

利用粒子群优化算法和最小二乘支持向量机,建立地球静止轨道高能电子通量在线预测模型。针对粒子群优化算法,提出一种新的粒子群多样性测度计算方法,有效改善其早熟收敛现象。运用改进的粒子群优化算法优化最小二乘支持向量机的正则化参数和核参数。利用滑动时间窗口策略更新模型数据,选择触发机制以及模型的再学习机制为设计变量,实现模型的在线预测功能。对2000年电子通量监测数据和相关太阳风、地磁参数等实际数据进行的提前1~3天的预测实验,表明所建在线预测模型具有较高的预测性能,并具有一定的实用价值。     

隐身舰艇发展的“一折两波”

1 100多年前,英国著名作家赫·乔·威尔斯写了一本名著《隐身人》。书中描写了一个天才的青年物理学家格里芬,发明了一种隐身术,并把自己变成了一个来去无踪的隐身人。虽然迄今威尔斯的“隐身人”     

地球静止轨道高能电子通量在线预测模型研究

利用粒子群优化算法和最小二乘支持向量机，建立了地球静止轨道高能电子通量(1.8-3.5MeV)在线预测模型。针对粒子群优化算法，提出了一种新的粒子群多样性测度计算方法，有效改善了其早熟收敛现象；基于改进的粒子群优化算法优化最小二乘支持向量机的正则化参数和核参数；利用滑动时间窗口策略更新模型数据，设计变量选择触发机制以及模型的再学习机制实现模型的在线预测功能。[根据题目的调整，对摘要做了相应改动]通过对2000年电子通量监测数据和相关太阳风、地磁参数等实际数据进行提前1-3天的预测实验，表明了所建在线预测模型具有较高的预测性能，有一定的实用价值。